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DE102023111179A1 - High-voltage terminal for a stator, stator and method for producing a high-voltage terminal - Google Patents

High-voltage terminal for a stator, stator and method for producing a high-voltage terminal Download PDF

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Publication number
DE102023111179A1
DE102023111179A1 DE102023111179.5A DE102023111179A DE102023111179A1 DE 102023111179 A1 DE102023111179 A1 DE 102023111179A1 DE 102023111179 A DE102023111179 A DE 102023111179A DE 102023111179 A1 DE102023111179 A1 DE 102023111179A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage terminal
plate element
spacer
stator
rail tracks
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.)
Ceased
Application number
DE102023111179.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Silvery
Lukas Jakob
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and 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 and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102023111179.5A priority Critical patent/DE102023111179A1/en
Publication of DE102023111179A1 publication Critical patent/DE102023111179A1/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/30Manufacture of winding connections
    • H02K15/32Manufacture of terminal arrangements; Connecting the terminals to external circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochvolt-Terminal (1) für einen Stator, umfassend zumindest drei Leiterphasen (3, 4, 5) zur elektrischen Verbindung des Hochvolt-Terminals (1) mit einer Leistungselektronik (6) zur Bestromung einer Wicklung des Stators, wobei jede der zumindest drei Leiterphasen (3, 4, 5) aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gebildet ist, die über eine Mehrzahl von Abstandselementen (10) gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind, wobei die Abstandselemente (10) jeweils ein erstes Tellerelement (11), ein zweites Tellerelement (12) und wenigstens ein drittes Tellerelement (13) aufweisen, welche beabstandet zueinander an einer Welle (14) des Abstandselement (10) angeordnet sind und jeweils in radialer Richtung aus der Welle (14) herausragen.

Figure DE102023111179A1_0000
The invention relates to a high-voltage terminal (1) for a stator, comprising at least three conductor phases (3, 4, 5) for electrically connecting the high-voltage terminal (1) to power electronics (6) for energizing a winding of the stator, wherein each of the at least three conductor phases (3, 4, 5) is formed from at least two essentially parallel rail strands (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) which are connected in an electrically insulating manner from one another and at a distance from one another via a plurality of spacer elements (10), wherein the spacer elements (10) each have a first plate element (11), a second plate element (12) and at least one third plate element (13), which are arranged at a distance from one another on a shaft (14) of the spacer element (10) and each protrude from the shaft (14) in the radial direction.
Figure DE102023111179A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochvolt-Terminal für einen Stator, umfassend zumindest drei Leiterphasen zur elektrischen Verbindung des Hochvolt-Terminals mit einer Leistungselektronik zur Bestromung einer Wicklung des Stators, wobei jede der zumindest drei Leiterphasen aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen gebildet ist, die über eine Mehrzahl von Abstandselementen gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner einen Stator sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Hochvolt-Terminals.The present invention relates to a high-voltage terminal for a stator, comprising at least three conductor phases for electrically connecting the high-voltage terminal to power electronics for supplying current to a winding of the stator, wherein each of the at least three conductor phases is formed from at least two essentially parallel rail strands which are connected in an electrically insulating manner from one another and spaced apart from one another via a plurality of spacer elements. The invention further relates to a stator and a method for producing a high-voltage terminal.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric motors are increasingly being used to power motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Considerable efforts have already been made to improve the everyday suitability of electric drives and to also offer users the driving comfort they are used to.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 63. Jahrgang, 05/20 6, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen bezeichnet.A detailed description of an electric drive can be found in an article by Journal ATZ 63rd year, 05/20 6, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrated and flexible electric drive unit for electric vehicles. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor arranged concentrically to a bevel gear differential. Such drive units are also referred to as electric axles.

Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.In addition to purely electrically operated drive trains, hybrid drive trains are also known. Such drive trains in a hybrid vehicle usually comprise a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and enable - for example in urban areas - purely electric operation while at the same time providing sufficient range and availability, especially for cross-country journeys. In certain operating situations, it is also possible to drive the vehicle simultaneously using the internal combustion engine and the electric motor.

Für die Entwicklung von elektrischen Maschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen für die oben erwähnten hybrid oder vollelektrisch betreibbaren Kraftfahrzeuge oder auch für Radnabenantriebe, sind grundsätzlich verschiedene Wicklungstechnologien für einen Stator einer elektrischen Maschine bekannt.For the development of electrical machines, in particular electrical machines for the above-mentioned hybrid or fully electric motor vehicles or also for wheel hub drives, basically different winding technologies for a stator of an electrical machine are known.

In den oben aufgeführten Anwendungsfeldern kommen häufig permanenterregte Synchronmaschinen (PSM) zum Einsatz. Eine solche permanenterregte Synchronmaschine weist in der Regel einen zu bestromenden Stator und einen permanenterregten Rotor auf. Der Stator umfasst u.a. eine Drahtwicklung, einen Statorträger, einen Verschaltungsring sowie ein Hochvolt-Terminal für die Leistungselektronik.Permanently excited synchronous machines (PSM) are often used in the application areas listed above. Such a permanent-excited synchronous machine usually has a stator to be energized and a permanently excited rotor. The stator includes a wire winding, a stator carrier, an interconnection ring and a high-voltage terminal for the power electronics.

Elektrische Maschinen mit verteilter Wicklung oder Wellenwicklung weisen in der Regel einen Verschaltungsbereich auf, in dem verschiedene Leiter der Wicklung miteinander verbunden werden. Diese Kopplung wird auch als Brücke bezeichnet, die in der Regel für die Richtungsumkehr des Stromflusses zuständig ist. Des Weiteren kann die Verschaltung auch einen sog. Sternpunkt enthalten. An diesem Punkt fließen alle Leiter und Ströme der unterschiedlichen Phasen gemäß einer Sternverschaltung zusammen. Als weiteres Bauteil besitzt die elektrische Maschine ein Hochvolt-Terminal. Dieses Bauteil ist für die Stromversorgung der elektrischen Maschine über die Leistungselektronik zuständig.Electrical machines with distributed winding or wave winding usually have a connection area in which different conductors of the winding are connected to one another. This connection is also called a bridge, which is usually responsible for reversing the direction of the current flow. The connection can also contain a so-called star point. At this point, all conductors and currents of the different phases flow together according to a star connection. The electrical machine also has a high-voltage terminal as a component. This component is responsible for supplying the electrical machine with power via the power electronics.

Elektrische Maschinen, die einen Stator mit einem hohlzylindrischen Stator aufweisen, also als Innenläufermaschine ausgebildet sind, und die für eine Anwendung als Traktionsantrieb eines Kraftfahrzeugs konfiguriert sind, weisen oftmals eine Statorwicklung mit einem rechteckigen Querschnitt auf, um den eine hohe Leistungsdichte zu erreichen. Bei elektrischen Maschinen, welche für den Antrieb von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, werden die Statorwicklungen daher typischerweise als I-Pin oder Hairpin-Wicklungen ausgebildet. Hierbei werden beispielsweise im Wesentlichen I- oder U-förmige Drahtsegmente von einer Stirnseite des Stators aus in die Statornuten eingebracht und dann an einer gegenüberliegenden Stirnseite des Stators umgeformt und beispielsweise durch Schweißen verbunden.Electrical machines that have a stator with a hollow cylindrical stator, i.e. are designed as an internal rotor machine, and that are configured for use as a traction drive for a motor vehicle, often have a stator winding with a rectangular cross-section in order to achieve a high power density. In electrical machines that are intended for driving motor vehicles, the stator windings are therefore typically designed as I-pin or hairpin windings. In this case, for example, essentially I- or U-shaped wire segments are introduced into the stator slots from one end of the stator and then formed on an opposite end of the stator and connected, for example, by welding.

Derartige Drahtsegmente, die auch als Stromschienen oder Busbars bezeichnet werden, werden beispielsweise entweder aus Kupferblechen gestanzt oder teilweise aus Rechteckdraht geformt. Um die Stromschienen der Statorwicklung mit den Stromschienen der Leistungselektronik, die auch als Inverter bezeichnet wird, elektrisch verbinden zu können, wird üblicherweise im Stromfluss zwischen der Leistungselektronik und einem der Wickelköpfe der Statorwicklung ein Hochvolt-Terminal positioniert.Such wire segments, which are also referred to as busbars, are either punched out of copper sheets or partially formed from rectangular wire. In order to be able to electrically connect the busbars of the stator winding with the busbars of the power electronics, which are also referred to as inverters, a high-voltage terminal is usually positioned in the current flow between the power electronics and one of the winding heads of the stator winding.

Hochvolt-Terminals sind inzwischen aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 10 2019 111 825 A1 einen Stator für eine elektrische Maschine mit einem solchen Hochvolt-Terminal.High-voltage terminals are now known from the state of the art. For example, the DE 10 2019 111 825 A1 a stator for an electrical machine with such a high-voltage terminal.

Durch den derzeitigen Aufbau eines Elektromotors in einem elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, z.B. als Hybridmodul, als sogg. E-Achse oder als Radnabenmotor, ist das Hochvolt-Terminal in der Regel mit mehreren Kupferschienen ausgestattet. Um Bauraum einsparen zu können, müssen die Kupferbahnen so nahe wie möglich zueinander gebracht werden. Dadurch kann jedoch die Einhaltung notwendiger Luft- und Kriechstrecken kritisch werden. Daher ist es grundsätzlich bekannt, die Position und den Abstand der Kupferschienen mit einer entsprechenden Kunststoffumspritzung zueinander festzulegen, wodurch eine erweiterte Kriechstrecke generiert werden kann.Due to the current design of an electric motor in an electric drive train of a motor vehicle, e.g. as a hybrid module, as a so-called e-axle or as a wheel hub motor, the high-voltage terminal is usually equipped with several copper rails. In order to save installation space, the copper tracks must be brought as close to each other as possible. However, this can make compliance with the necessary clearance and creepage distances critical. It is therefore generally known to determine the position and distance between the copper rails using a corresponding plastic overmolding, which can generate an extended creepage distance.

Trotz dieser Festlegung der Stromschienen durch eine Kunststoffumspritzung kann es weiterhin zu unerwünschten Spannungsüberschlägen zwischen den Kupferschienen der Verschaltung kommen, wenn der notwendige Mindestabstand bzw. die Mindestkriechstrecken durch die Kunststoffumspritzung fertigungsbedingt nicht sicher eingehalten werden können. So kann es beispielsweise durch die fehlerhafte Verbindung des vorumspritzen Kunststoffs mit dem finalem umspritzten Kunststoff zu Spannungsüberschlägen zwischen den elektrischen Kupferverbindungen des Hochvolt-Terminals kommen.Despite this fixing of the busbars by means of a plastic overmold, unwanted voltage flashovers can still occur between the copper busbars of the circuit if the necessary minimum distance or the minimum creepage distances cannot be reliably maintained due to the plastic overmold due to manufacturing reasons. For example, faulty connection of the pre-molded plastic with the final overmolded plastic can lead to voltage flashovers between the electrical copper connections of the high-voltage terminal.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen ein Hochvolt-Terminal für einen Stator bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermeidet oder zumindest abmildert und einen ein Hochvolt-Terminal für einen Stator bereitstellt, der ein hohes Maß an Sicherheit vor Spannungsüberlägen aufweist. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung einen entsprechend verbesserten Stator sowie ein optimiertes Verfahren zur Herstellung eines Hochvolt-Terminals zu realisieren.It is therefore the object of the invention to provide a high-voltage terminal for a stator which avoids or at least mitigates the problems known from the prior art and provides a high-voltage terminal for a stator which has a high degree of protection against voltage surges. It is also the object of the invention to realize a correspondingly improved stator and an optimized method for producing a high-voltage terminal.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Hochvolt-Terminal für einen Stator, umfassend zumindest drei Leiterphasen zur elektrischen Verbindung des Hochvolt-Terminals mit einer Leistungselektronik zur Bestromung einer Wicklung des Stators, wobei jede der zumindest drei Leiterphasen aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen gebildet ist, die über eine Mehrzahl von Abstandselementen gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind, wobei die Abstandselemente jeweils ein erstes Tellerelement, ein zweites Tellerelement und wenigstens ein drittes Tellerelement aufweisen, welche beabstandet zueinander an einer Welle des Abstandselement angeordnet sind und jeweils in radialer Richtung aus der Welle herausragen.This object is achieved by a high-voltage terminal for a stator, comprising at least three conductor phases for electrically connecting the high-voltage terminal to power electronics for energizing a winding of the stator, wherein each of the at least three conductor phases is formed from at least two essentially parallel rail strands which are connected via a plurality of spacer elements in an electrically insulating manner from one another and spaced apart from one another, wherein the spacer elements each have a first plate element, a second plate element and at least one third plate element, which are arranged spaced apart from one another on a shaft of the spacer element and each protrude from the shaft in the radial direction.

Bei einem Hochvolt-Terminal ist üblicherweise die Kriechstrecke der kritische Strompfad bei einem unerwünschten Spannungsüberschlag, da der Strom hier entlang der Geometrie der Isolierkörper bzw. Abstandselemente kriechen kann. Die Kriechstrecke zwischen den beispielsweise axial gestapelten Stromschienen wird hierbei durch die Geometrie der Abstandselemente mit ihren wenigsten drei Tellerelementen automatisch gewährleistet, da über diese Tellerelemente eine vergleichsweise lange Kriechstrecke bezogen auf die Längserstreckung des Abstandselements bereitgestellt werden kann. Diese Geometrie hat sich als hocheffektiv erwiesen, einen Strom- bzw. Spannungsüberschlag zwischen zwei Schienensträngen innerhalb des Hochvolt-Terminals zu unterbinden.In a high-voltage terminal, the creepage distance is usually the critical current path in the event of an unwanted voltage flashover, since the current can creep along the geometry of the insulating bodies or spacer elements. The creepage distance between the busbars, which are stacked axially, for example, is automatically ensured by the geometry of the spacer elements with their at least three plate elements, since these plate elements can provide a comparatively long creepage distance in relation to the longitudinal extent of the spacer element. This geometry has proven to be highly effective in preventing a current or voltage flashover between two busbar strands within the high-voltage terminal.

Mittels der Abstandselemente wird es also ermöglicht, dass die Schienenstränge die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken einhalten können und das Hochvolt-Terminal an ein Gehäuse befestigt bzw. von einem Kunststoff umspritzt werden kann.The spacer elements make it possible for the rail tracks to maintain the required clearance and creepage distances and for the high-voltage terminal to be attached to a housing or encapsulated in plastic.

Vorteilhafterweise kann somit auf eine Vorumspritzung verzichtet werden, da die Abstandselemente mit einer durch die Tellerelemente definierten wellenförmigen Außenstruktur verwendet werden, welche beispielsweise sicherstellen, dass auch beim Vorhandensein von potentiellen Lunkern oder Fehlstellen im umgebenen, spritzgegossenen Kunststoffgehäuse der Abstand bzw. die notwendigen Kriechstrecken eingehalten werden können, obwohl die Kupferschienen im umspritzen Kunststoff einen geringen Abstand aufweisen. Somit wird die Einhaltung der Kriechstrecken unabhängig von möglichen Materialinhomogenitäten des umgebenen Kunststoffs. Der Verzicht auf eine bislang übliche Vorumspritzung des Hochvolt-Terminals kann somit auch dazu beitragen, das Hochvolt-Terminal sicherer für eine Serienproduktion auszulegen.Advantageously, pre-mold coating can be dispensed with, as the spacer elements are used with a wave-shaped outer structure defined by the plate elements, which, for example, ensure that the distance or the necessary creepage distances can be maintained even if there are potential cavities or defects in the surrounding, injection-molded plastic housing, even though the copper rails in the molded plastic are only a short distance apart. This means that the creepage distances are maintained regardless of possible material inhomogeneities in the surrounding plastic. Avoiding the previously common pre-mold coating of the high-voltage terminal can also help to make the high-voltage terminal safer for series production.

Bevorzugt ist das Abstandselement als ein elektrischer Isolator ausgeführt. Bevorzugt ist ein Abstandselement in diesem Zusammenhang aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet, beispielsweise aus einem Kunststoff und/oder einer Keramik. Ein Abstandselement kann auch eine elektrisch nicht leitfähige Beschichtung aufweisen.The spacer element is preferably designed as an electrical insulator. In this context, a spacer element is preferably made of an electrically non-conductive material, for example a plastic and/or a ceramic. A spacer element can also have an electrically non-conductive coating.

Es ist des Weiteren bevorzugt, dass das erste Tellerelement und/oder das zweite Tellerelement und/oder das dritte Tellerelement einstückig, insbesondere monolithisch, mit der Welle ausgeformt sind/ist.It is further preferred that the first plate element and/or the second plate element and/or the third plate element are formed integrally, in particular monolithically, with the shaft.

Ein Tellerelement ist bevorzugt als Kreisscheibe ausgeformt. Grundsätzlich wäre es auch denkbar andere Formen für ein Tellerelement vorzusehen. Besonders bevorzugt ist ein Tellerelement koaxial zur Welle angeordnet. Dies bewirkt, dass die Kriechstrecke in axialer Richtung über den Umfang des Abstandselement im Wesentlichen gleich ist. Die kreisscheibenförmige Tellerelemente können insbesondere bevorzugt auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen, was dazu beitragen kann die Kriechstrecken in axialer Richtung zu verlängern.A plate element is preferably formed as a circular disk. In principle, it would also be conceivable to provide other shapes for a plate element. A plate element is particularly preferably arranged coaxially to the shaft. This means that the creepage distance in the axial direction is essentially the same over the circumference of the spacer element. The circular disk-shaped plate elements can particularly preferably also have different diameters, which can help to extend the creepage distances in the axial direction.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Tellerelement und/oder das zweite Tellerelement und/oder das dritte Tellerelement eine im Wesentlichen kreisrunde Außenkontur aufweisen/aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass über die kreisrunde Außenkontur in Umfangsrichtung der Welle eine gleichmäßige axiale Kriechstrecke definiert werden kann, wodurch die Gefahr eines unerwünschten Stromüberschlags weiter reduziert werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first plate element and/or the second plate element and/or the third plate element have/have a substantially circular outer contour. The advantage of this embodiment is that a uniform axial creepage distance can be defined over the circular outer contour in the circumferential direction of the shaft, whereby the risk of an undesirable current flashover can be further reduced.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Tellerelemente eine von einem anderen der Tellerelemente abweichende Außenkontur aufweist. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass sich zwei Tellerelemente hinsichtlich ihres Durchmessers unterscheiden.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that at least one of the plate elements has an outer contour that differs from another of the plate elements. In this context, it is particularly preferred that two plate elements differ in terms of their diameter.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das zweite Tellerelement zwischen dem ersten Tellerelement und dem dritten Tellerelement auf der Welle des Abstandselements angeordnet ist, und das zweite Tellerelement eine von den anderen Tellerelementen, abweichende Außenkontur aufweist. In diesem Zusammenhang ist es auch bevorzugt, dass das zweite Tellerelement einen größeren Durchmesser aufweist als das erste und das dritte Tellerelement.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the second plate element is arranged between the first plate element and the third plate element on the shaft of the spacer element, and the second plate element has an outer contour that differs from the other plate elements. In this context, it is also preferred that the second plate element has a larger diameter than the first and third plate elements.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Welle des Abstandselements an einem ersten distalen Wellenende in eine korrespondierende Öffnung eines der Schienenstränge eingreift und/oder die Welle des Abstandselements an einem zweiten distalen Wellenende in eine korrespondierende Öffnung eines der Schienenstränge eingreift. Hierdurch lässt sich insbesondere eine einfache Montage und Vorassemblierung des Hochvolt-Terminals erreichen. Besonders bevorzugt ist das erste Wellenende mittels einer leichten Presspassung in die korrespondierende Öffnung einer der Schienenstränge manuell einsteckbar. Analog hierzu ist es ferner besonders bevorzugt, dass das zweite Wellenende mittels einer leichten Presspassung in die korrespondierende Öffnung einer der Schienenstränge manuell einsteckbar ist. Hierdurch kann eine besonders sichere mechanische Verbindung zwischen den Schienensträngen bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch die leichte Presspassung verhindert werden, dass das vormontierte Hochvolt-Terminal bei der späteren Handhabung, beispielsweise beim Einlegen in ein Spritzgusswerkzeug, auseinanderfällt.According to another particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the shaft of the spacer element engages in a corresponding opening of one of the rail tracks at a first distal shaft end and/or the shaft of the spacer element engages in a corresponding opening of one of the rail tracks at a second distal shaft end. This makes it possible in particular to easily mount and pre-assemble the high-voltage terminal. It is particularly preferred that the first shaft end can be manually inserted into the corresponding opening of one of the rail tracks by means of a slight press fit. Similarly, it is also particularly preferred that the second shaft end can be manually inserted into the corresponding opening of one of the rail tracks by means of a slight press fit. This makes it possible to provide a particularly secure mechanical connection between the rail tracks. In particular, the slight press fit can prevent the pre-assembled high-voltage terminal from falling apart during subsequent handling, for example when being inserted into an injection molding tool.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass einer der Schienenstränge an dem ersten Tellerelement und ein axial dazu beabstandeter Schienenstrang an dem dritten Tellerelement des Abstandselements anliegt. Durch die damit bereitgestellte vergleichsweise große Auflagefläche kann eine gute mechanische Verbindung und ein sicherer axialer Anschlag zwischen einem Abstandselement und einem Schienenstrang ausgebildet werden.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that one of the rail tracks rests on the first plate element and a rail track axially spaced therefrom rests on the third plate element of the spacer element. The comparatively large support surface thus provided enables a good mechanical connection and a secure axial stop to be formed between a spacer element and a rail track.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Abstandselemente im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, was durch den hohen Grad an Gleichteiligkeit dann auch die Herstellkosten des Hochvolt-Terminals positiv beeinflussen kann.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the spacer elements are designed to be substantially identical, which can then also have a positive influence on the manufacturing costs of the high-voltage terminal due to the high degree of uniformity.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das Hochvoltterminal zumindest abschnittsweise von einem Kunststoffgehäuse umgeben ist, was insbesondere auch eine sichere Lagefixierung der Schienenstränge zueinander unterstützt, als auch die Handhabung beim Anschluss und der Integration des Hochvolt-Terminals vereinfacht.It may also be advantageous to further develop the invention in such a way that the high-voltage terminal is at least partially surrounded by a plastic housing, which in particular also supports a secure positional fixation of the rail tracks to one another, as well as simplifies handling during connection and integration of the high-voltage terminal.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch einen Stator einer elektrischen Maschine umfassend einen Hochvolt-Terminal nach einem der Ansprüche 1-8.The object of the invention is also achieved by a stator of an electrical machine comprising a high-voltage terminal according to one of claims 1-8.

Die Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hochvolt-Terminals für einen Stator umfassend die folgenden Schritte:

  • • Bereitstellung einer Mehrzahl von Schienensträngen,
  • • Bereitstellung einer Mehrzahl von Abstandselementen, die jeweils ein erstes Tellerelement, ein zweites Tellerelement und wenigstens ein drittes Tellerelement aufweisen, welche beabstandet zueinander an einer Welle des Abstandselement angeordnet sind,
  • • Anordnung der Schienenstränge in der Art, dass wenigstens drei Leiterphasen aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen gebildet sind,
  • • und Positionierung der Abstandselemente zwischen den Schienensträngen, so dass die Schienenstränge über die Abstandselemente gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind,
  • • Umspritzung der Bauteilgruppe bestehend aus den Schienensträngen und den Abstandselementen mit einem Kunststoff.
The object of the invention is further achieved by a method for producing a high-voltage terminal for a stator comprising the following steps:
  • • Provision of a plurality of rail tracks,
  • • Providing a plurality of spacer elements, each having a first plate element, a second plate element and at least one third plate element, which are arranged at a distance from one another on a shaft of the spacer element,
  • • Arrangement of the rail tracks in such a way that at least three conductor phases are formed from at least two essentially parallel rail tracks,
  • • and positioning the spacer elements between the rail tracks so that the rail tracks are connected via the spacer elements in an electrically insulating manner and spaced apart from each other,
  • • Overmolding of the component group consisting of the rail sections and the spacer elements with a plastic.

Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.In particular, the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds of more than 5,000 rpm, particularly preferably more than 10,000 rpm, very particularly preferably more than 12,500 rpm.

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. For the purposes of this application, motor vehicles are considered to be land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.

Das Hochvolt-Terminal ist bevorzugt an einer Leistungselektronik anschließbar und von dieser bestrombar. Die Leistungselektronik kann in einem Invertergehäuse aufgenommen sein. Das Invertergehäuse kann bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt sein. Besonders bevorzugt besitzt das Invertergehäuse eine topfartige Raumform. In diesem Zusammenhang ist es besonders zu bevorzugen, dass der Gehäusedeckel in das topfartige Invertergehäuse einsetzbar ist. Alternativ wäre es auch denkbar, dass der Gehäusedeckel auf dem topfartigen Invertergehäuse aufliegt und dessen Öffnung überdeckt. Das Invertergehäuse kann auch Bestandteil des Motorgehäuses sein oder umgekehrt. Dies bedeutet, dass das Invertergehäuse ganz oder teilweise einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist.The high-voltage terminal can preferably be connected to power electronics and supplied with current from them. The power electronics can be accommodated in an inverter housing. The inverter housing can preferably be formed from a metallic material, particularly preferably from aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting. The inverter housing particularly preferably has a pot-like spatial shape. In this context, it is particularly preferable that the housing cover can be inserted into the pot-like inverter housing. Alternatively, it would also be conceivable for the housing cover to rest on the pot-like inverter housing and cover its opening. The inverter housing can also be part of the motor housing or vice versa. This means that the inverter housing is completely or partially formed in one piece, in particular monolithically, with the motor housing.

Die in dem Invertergehäuse aufgenommene Leistungselektronik kann insbesondere für eine elektrische Maschine eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine des Achsantriebsstrang steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält die Leistungselektronik ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf.The power electronics accommodated in the inverter housing can be provided in particular for an electric machine of an electrically operated drive train of a motor vehicle. The power electronics are preferably a combination of different components which control or regulate a current to the electric machine of the axle drive train, preferably including the peripheral components required for this, such as cooling elements or power supplies. In particular, the power electronics contain one or more power electronics components which are designed to control or regulate a current. These are particularly preferably one or more power switches, e.g. power transistors. The power electronics particularly preferably have more than two, particularly preferably three separate phases or current paths, each with at least one of its own power electronics component.

Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 10 W, bevorzugt mindestens 100 W besonders bevorzugt mindestens 1000 W zu steuern oder regeln.The power electronics are preferably designed to control or regulate a power with a peak power, preferably continuous power, of at least 10 W, preferably at least 100 W, particularly preferably at least 1000 W per phase.

Bevorzugt weist die Leistungselektronik zusätzlich Steuerelektronik und/oder Sensorelektronik für die elektrische Maschine auf. Das Leistungselektronikmodul weist bevorzugt wenigstens einen Motorstromanschluss und/oder einen elektrischen Signalanschluss auf. Die elektrische Maschine ist somit mittels des Leistungselektronikmoduls betreibbar, indem das Leistungselektronikmodul Strom in eine Statorwicklung des Stators der elektrischen Maschine leitet.The power electronics preferably additionally have control electronics and/or sensor electronics for the electrical machine. The power electronics module preferably has at least one motor current connection and/or one electrical signal connection. The electrical machine can thus be operated by means of the power electronics module in that the power electronics module conducts current into a stator winding of the stator of the electrical machine.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without limiting the general inventive concept.

Es zeigt:

  • 1 eine perspektivische Ansicht auf ein Hochvolt-Terminal ohne ein Kunststoffgehäuse,
  • 2 eine Detailansicht auf die Abstandselemente und deren korrespondierenden Schienenstränge in einer Schnittdarstellung,
  • 3 ein Abstandselement in einer Aufsicht,
  • 4 eine perspektivische Ansicht auf das aus 1 bekannte Hochvolt-Terminal jedoch mit einem Kunststoffgehäuse,
It shows:
  • 1 a perspective view of a high-voltage terminal without a plastic housing,
  • 2 a detailed view of the spacer elements and their corresponding rail tracks in a sectional view,
  • 3 a spacer element in a top view,
  • 4 a perspective view of the 1 known high-voltage terminal but with a plastic housing,

Die 1 zeigt einen Hochvolt-Terminal 1 für einen Stator, umfassend zumindest drei Leiterphasen 3, 4, 5 zur elektrischen Verbindung des Hochvolt-Terminals 1 mit einer Leistungselektronik 6 zur Bestromung einer Wicklung des Stators. Jede der zumindest drei Leiterphasen 3, 4, 5 ist aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b gebildet, die über eine Mehrzahl von Abstandselementen 10 gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind. Neben den drei Leiterphasen 3,4,5 weist das Hochvolt-Terminal 1 auch eine Sternphase 20 auf.The 1 shows a high-voltage terminal 1 for a stator, comprising at least three conductor phases 3, 4, 5 for electrically connecting the high-voltage terminal 1 to a power electronics 6 for supplying current to a winding of the stator. Each of the at least three conductor phases 3, 4, 5 is formed from at least two essentially parallel rail strands 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, which are connected in an electrically insulating manner and spaced apart from one another via a plurality of spacer elements 10. In addition to the three conductor phases 3, 4, 5, the high-voltage terminal 1 also has a star phase 20.

Wie sich aus der Zusammenschau der 1-3 gut nachvollziehen lässt, weisen die Abstandselemente 10 jeweils ein erstes Tellerelement 11, ein zweites Tellerelement 12 und ein drittes Tellerelement 13 auf, welche beabstandet zueinander an einer Welle 14 des Abstandselement 10 angeordnet sind und jeweils in radialer Richtung aus der Welle 14 herausragen. Dabei weisen das erste Tellerelement 11 und das zweite Tellerelement 12 sowie das dritte Tellerelement 13 eine im Wesentlichen kreisrunde Außenkontur 15 auf und sind koaxial zur Welle 14 an dieser ausgebildet.As can be seen from the summary of the 1-3 As can be clearly seen, the spacer elements 10 each have a first plate element 11, a second plate element 12 and a third plate element 13, which are arranged at a distance from one another on a shaft 14 of the spacer element 10 and each protrude from the shaft 14 in the radial direction. The first plate element 11 and the second plate element 12 as well as the third plate element 13 have a substantially circular outer contour 15 and are formed coaxially to the shaft 14 on the latter.

Das zweite Tellerelement 12 ist in der gezeigten Ausführungsform zwischen dem ersten Tellerelement 11 und dem dritten Tellerelement 13 auf der Welle 14 des Abstandselements 10 angeordnet ist. Herbei besitzt das zweite Tellerelement 11 eine von den anderen Tellerelementen 11,13 abweichende Außenkontur 15, indem es einen entsprechend größeren Durchmesser aufweist.In the embodiment shown, the second plate element 12 is arranged between the first plate element 11 and the third plate element 13 on the shaft 14 of the spacer element 10. The second plate element 11 has an outer contour 15 that differs from the other plate elements 11, 13 in that it has a correspondingly larger diameter.

Die Welle 14 des Abstandselements 10 greift an einem ersten distalen Wellenende 16a in eine korrespondierende Öffnung 17 eines der Schienenstränge 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b ein. Analog hierzu greift die Welle 14 des Abstandselements 10 auch an einem zweiten distalen Wellenende 16b in eine korrespondierende Öffnung 18 eines der Schienenstränge 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b ein.The shaft 14 of the spacer element 10 engages at a first distal shaft end 16a in a corresponding opening 17 of one of the rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b. Analogously, the shaft 14 of the spacer element 10 also engages at a second distal shaft end 16b in a corresponding opening 18 of one of the rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b.

Hierdurch liegt dann jeweils einer der Schienenstränge 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b an dem ersten Tellerelement 11 und ein axial dazu beabstandeter Schienenstrang 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b jeweils an dem dritten Tellerelement 13 des Abstandselements 10 an.As a result, one of the rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b rests on the first plate element 11 and a rail track 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b axially spaced apart from it rests on the third plate element 13 of the spacer element 10.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Abstandselemente 10 im Wesentlichen identisch ausgebildet.In the embodiment shown, the spacer elements 10 are essentially identical.

Die 4 zeigt das aus der 1 bekannte Hochvolt-Terminal 1 in einem Kunststoffgehäuse 21, dass beispielsweise an dem aus der 1 bekannten Hochvolt-Terminal 1 angespritzt wurde.The 4 shows that from the 1 known high-voltage terminal 1 in a plastic housing 21, which for example is attached to the 1 known high-voltage terminal 1 was injected.

So kann dieses Hochvolt-Terminal 1 aus der 4 beispielsweise wie folgt hergestellt werden.This high-voltage terminal 1 can be 4 For example, it can be produced as follows.

Zunächst erfolgt die Bereitstellung einer Mehrzahl von Schienensträngen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, sowie die Bereitstellung einer Mehrzahl von Abstandselementen 10, die jeweils ein erstes Tellerelement 11, ein zweites Tellerelement 12 und wenigstens ein drittes Tellerelement 13 aufweisen, welche beabstandet zueinander an einer Welle 14 des Abstandselement 10 angeordnet sind.First, a plurality of rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b are provided, as well as a plurality of spacer elements 10, each of which has a first plate element 11, a second plate element 12 and at least one third plate element 13, which are arranged at a distance from one another on a shaft 14 of the spacer element 10.

Zunächst wird dann die Anordnung der Schienenstränge 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b in der Art vorgenommen, dass wenigstens drei Leiterphasen 3,4,5 aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b gebildet sind, wobei die Positionierung der Abstandselemente 10 zwischen den Schienensträngen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b so erfolgt, dass die Schienenstränge 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b über die Abstandselemente 10 gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind.Firstly, the arrangement of the rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b is then carried out in such a way that at least three conductor phases 3, 4, 5 are formed from at least two essentially parallel rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, wherein the positioning of the spacer elements 10 between the rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b is carried out in such a way that the rail tracks 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b are connected via the spacer elements 10 in an electrically insulating manner from one another and spaced apart from one another.

Abschließend erfolgt dann die Umspritzung der vormontierten Bauteilgruppe bestehend aus den Schienensträngen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b und den Abstandselementen 10 mit einem Kunststoff, beispielsweise in einem Spritzgusswerkzeug.Finally, the pre-assembled component group consisting of the rail strands 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b and the spacer elements 10 is then encapsulated with a plastic, for example in an injection molding tool.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
Hochvolt-Terminal high-voltage terminal
33
Leiterphaseladder phase
44
Leiterphaseladder phase
55
Leiterphaseladder phase
66
Leistungselektronikpower electronics
77
Schienenstrangrail line
88
Schienenstrangrail line
99
Schienenstrangrail line
1010
Abstandselementespacers
1111
Tellerelementplate element
1212
Tellerelementplate element
1313
Tellerelementplate element
1414
WelleWave
1515
Außenkonturouter contour
1616
Wellenendeshaft end
1717
Öffnungopening
1818
Öffnung opening
2020
Sternphasestar phase
2121
Kunststoffgehäuseplastic housing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2019 111 825 A1 [0010]DE 10 2019 111 825 A1 [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Zeitschrift ATZ 63. Jahrgang, 05/20 6, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold [0003]Journal ATZ 63rd year, 05/20 6, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold [0003]

Claims (10)

Hochvolt-Terminal (1) für einen Stator, umfassend zumindest drei Leiterphasen (3, 4, 5) zur elektrischen Verbindung des Hochvolt-Terminals (1) mit einer Leistungselektronik (6) zur Bestromung einer Wicklung des Stators, wobei jede der zumindest drei Leiterphasen (3, 4, 5) aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gebildet ist, die über eine Mehrzahl von Abstandselementen (10) gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (10) jeweils ein erstes Tellerelement (11), ein zweites Tellerelement (12) und wenigstens ein drittes Tellerelement (13) aufweisen, welche beabstandet zueinander an einer Welle (14) des Abstandselement (10) angeordnet sind und jeweils in radialer Richtung aus der Welle (14) herausragen.High-voltage terminal (1) for a stator, comprising at least three conductor phases (3, 4, 5) for electrically connecting the high-voltage terminal (1) to power electronics (6) for supplying current to a winding of the stator, wherein each of the at least three conductor phases (3, 4, 5) is formed from at least two essentially parallel rail strands (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) which are connected via a plurality of spacer elements (10) in an electrically insulating manner from one another and at a distance from one another, characterized in that the spacer elements (10) each have a first plate element (11), a second plate element (12) and at least one third plate element (13), which are arranged at a distance from one another on a shaft (14) of the spacer element (10) and each protrude from the shaft (14) in the radial direction. Hochvolt-Terminal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Tellerelement (11) und/oder das zweite Tellerelement (12) und/oder das dritte Tellerelement (13) eine im Wesentlichen kreisrunde Außenkontur (15) aufweisen/aufweist.High-voltage terminal (1) after claim 1 , characterized in that the first plate element (11) and/or the second plate element (12) and/or the third plate element (13) have/have a substantially circular outer contour (15). Hochvolt-Terminal (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Tellerelemente (11,12,13) eine von einem anderen der Tellerelemente (11,12,13) abweichende Außenkontur (15) aufweist.High-voltage terminal (1) after claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the plate elements (11,12,13) has an outer contour (15) which differs from another of the plate elements (11,12,13). Hochvolt-Terminal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Tellerelement (12) zwischen dem ersten Tellerelement (11) und dem dritten Tellerelement (13) auf der Welle (14) des Abstandselements (10) angeordnet ist, und das zweite Tellerelement (11) eine von den anderen Tellerelementen (11,13) abweichende Außenkontur (15) aufweist.High-voltage terminal (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second plate element (12) is arranged between the first plate element (11) and the third plate element (13) on the shaft (14) of the spacer element (10), and the second plate element (11) has an outer contour (15) that differs from the other plate elements (11, 13). Hochvolt-Terminal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) des Abstandselements (10) an einem ersten distalen Wellenende (16) in eine korrespondierende Öffnung (17) eines der Schienenstränge (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) eingreift und/oder die Welle (14) des Abstandselements (10) an einem zweiten distalen Wellenende (16) in eine korrespondierende Öffnung (18) eines der Schienenstränge (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) eingreift.High-voltage terminal (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (14) of the spacer element (10) engages at a first distal shaft end (16) in a corresponding opening (17) of one of the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) and/or the shaft (14) of the spacer element (10) engages at a second distal shaft end (16) in a corresponding opening (18) of one of the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b). Hochvolt-Terminal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Schienenstränge (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) an dem ersten Tellerelement (11) und ein axial dazu beabstandeter Schienenstrang (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) an dem dritten Tellerelement (13) des Abstandselements (10) anliegt.High-voltage terminal (1) according to one of the preceding claims, characterized in that one of the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) rests on the first plate element (11) and a rail track (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) axially spaced therefrom rests on the third plate element (13) of the spacer element (10). Hochvolt-Terminal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (10) im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.High-voltage terminal (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer elements (10) are designed essentially identically. Hochvolt-Terminal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvolt-Terminal (1) zumindest abschnittsweise von einem Kunststoffgehäuse (21) umgeben ist.High-voltage terminal (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the high-voltage terminal (1) is at least partially surrounded by a plastic housing (21). Stator einer elektrischen Maschine (19) umfassend einen Hochvolt-Terminal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.Stator of an electrical machine (19) comprising a high-voltage terminal (1) according to one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung eines Hochvolt-Terminals (1) für einen Stator umfassend die folgenden Schritte: • Bereitstellung einer Mehrzahl von Schienensträngen (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), • Bereitstellung einer Mehrzahl von Abstandselementen (10), die jeweils ein erstes Tellerelement (11), ein zweites Tellerelement (12) und wenigstens ein drittes Tellerelement (13) aufweisen, welche beabstandet zueinander an einer Welle (14) des Abstandselement (10) angeordnet sind, • Anordnung der Schienenstränge (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) in der Art, dass wenigstens drei Leiterphasen (3,4,5) aus zumindest zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Schienensträngen (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gebildet sind, • und Positionierung der Abstandselemente (10) zwischen den Schienensträngen (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), so dass die Schienenstränge (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) über die Abstandselemente (10) gegeneinander elektrisch isolierend sowie zueinander beabstandet verbunden sind, • Umspritzung der Bauteilgruppe bestehend aus den Schienensträngen (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) und den Abstandselementen (10) mit einem Kunststoff.Method for producing a high-voltage terminal (1) for a stator, comprising the following steps: • Providing a plurality of rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), • Providing a plurality of spacer elements (10), each of which has a first plate element (11), a second plate element (12) and at least one third plate element (13), which are arranged at a distance from one another on a shaft (14) of the spacer element (10), • Arranging the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) in such a way that at least three conductor phases (3, 4, 5) are formed from at least two essentially parallel rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), • and positioning the spacer elements (10) between the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), so that the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) are connected via the spacer elements (10) in an electrically insulating manner and spaced apart from one another, • Overmolding the component group consisting of the rail tracks (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) and the spacer elements (10) with a plastic.
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Zeitschrift ATZ 63. Jahrgang, 05/20 6, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold

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