CN114503228A - 电容器壳体和具有这种壳体的中间电路电容器 - Google Patents

电容器壳体和具有这种壳体的中间电路电容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电路的电容器壳体(1)。为了确保干净的组装并且紧接着填注树脂，电容器壳体(1)具有闭合的凸缘(2)，而汇流排(3、4)伸入到该凸缘中。凸缘(2)在上侧和下侧(7、8)上成对地具有贯穿开口(5、6)，分别用于套筒件(10、11)的贯通，其中上部套筒件和下部套筒件(10、11)分别作为端子装置(9)接触其中一个汇流排(3、4)并且将其夹在套筒件的端面(12、13)之间。本发明还涉及一种具有这种壳体的中间电路电容器。

Description

电容器壳体和具有这种壳体的中间电路电容器
技术领域
本发明涉及一种用于电路的电容器壳体，其特别地用于用在功率变流器中的中间电路电容器。
背景技术
中间电路电容器的任务是平滑所出现的电压峰值。为此，将其并联地连接在正汇流排和负汇流排或者说电池正极和负极之间。
在用于将直流电转换成三相交流电的功率变流器中用到了功率模块(基于半导体的用于大电流的电流开关)。有利地，其也与中间电路正负相连，在该情况下，与中间电路电容器正负相连。因此，要为中间电路电容器提供以下端子：两个电池端子和分别用于每个功率模块的三个端子。
CN104934223(无锡2015)示出了一种示例性的用于电动车辆的电容器，其中电池端子和功率模块端子被布置在电容器壳体的同一(开放)侧上。
汇流排和功率模块可以被布置在电容器壳体相对的侧上。出现的问题是在电容器壳体的不同侧上提供电气端子。
在现有技术中，例如通过以下措施解决该问题，即从壳体敞开的一侧引出并围绕壳体引导汇流排，以便在此提供第二端子，参见例如EP3210219(比亚迪2017)。制造这种母排花费高昂。与此同时，这种绕道引起电感升高。
JP2015088633A(尼吉康2013)选择了另一手段，即通过在电容器壳体内形成凸起，在其上通过螺丝和螺母进行接合插片的接合。缺点是电容器壳体为此必须要能从上方探入。此外，只有在拧紧触点之后，电容器壳体才是密封的，即才能紧接着用树脂浇注电容器壳体(如对于电容器而言常见的)。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点或者至少使其最小化。特别地，寻求一种电容器壳体，其允许局部分离电气端子并且干净地填注树脂。
为此，本发明提供了一种根据权利要求1所述的电容器壳体。具体地，这是一种用于电气电路的电容器壳体，其特别地用于变流器线路的中间电路电容器，其中电容器壳体具有闭合的凸缘，而汇流排伸入到该凸缘中。凸缘在上侧和下侧上成对地具有贯穿开口，分别用于套筒件的贯通。上部套筒件和下部套筒件分别作为端子装置接触其中一个汇流排并且将其夹在套筒件的端面之间。
电容器壳体的闭合凸缘的优点是拦住填充到壳体内的树脂并且防止树脂流出。由此，在制造具有这种壳体的电容器时，不必采取任何额外的步骤或者预防措施或者说卫生措施来确保干净或者说无污染的环境和生产。这节省了成本并且降低了例如电接触和将电容器装入到壳体内时的失误。
除此之外，可以在电容器壳体(特别是凸缘)上的几乎自由选择的位置处提供接合端子。其例如位于汇流排上，这些汇流排被装入到或者说伸入到凸缘内并且不必满足任何特别的结构前提条件。套筒件可以用作接合端子，用作用于汇流排的固定工具，和/或用作针对装填到壳体内的树脂的密封元件。
除此之外，由于套筒件，不必在凸缘内或者壳体内设计任何额外的用于汇流排的支架。这简化了壳体的制造并且允许灵活地设计待装入的汇流排。
优选地，电容器被布置在电容器壳体中并且与汇流排电气连接，并且包括电容器的壳体填注有树脂。该设计方案涉及壳体的一种优选的用途或者说运用。
在另一有利设计方案中，一个端子装置的上部套筒件和下部套筒件不直接相互接触并且分别通过挤压或者过盈配合而保持在贯穿开口中。诸如套筒件和贯穿开口等对应的零件安装简单并且可轻松地进行制造。特别是套筒件在开口中的固定不需要任何额外的固定工具。
替代地或者额外地，一个端子装置的上部套筒件和下部套筒件被成型为插接套筒并且借助于弹性变形而被压入彼此。套筒件的该设计方案允许简单的相互固定。在此，其中一个(例如上部)套筒件的一部分，诸如空心圆柱接片，被装入到另一(例如下部)套筒件中并且通过形状配合进行固定。
为了能够将更长的接触插头装入套筒件并且由此装入凸缘，汇流排可以具有与凸缘的贯穿开口同轴地布置的贯穿开口。额外地或者替代地，从电池/导线到壳体上的端子连接由此是可能的，例如以螺丝/螺母连接的形式。
优选地，设计汇流排的贯穿开口，使得能够插入和/或在其中拧紧上部套筒件和/或上部套筒件。这例如可以通过开口的对应的形状或者比套筒件对应更大的直径实现。额外地或者替代地，开口可以具有内螺纹，套筒件可以被拧入到该内螺纹中。
同样被证实有利的是，上下重叠地布置汇流排，并且汇流排分别具有穿引开口，固定或者说夹持另一汇流排的其中一个套筒件被布置或者说可以被布置在该穿引开口中。首先，穿引开口应允许套筒件直接接触另一汇流排并且由此借助于另一套筒件夹持该汇流排。
优选地，用于外部端子的套筒件被成型为插塞接点或者被成型为具有内螺纹的螺旋接点。因此，例如螺丝可以被旋入内螺纹并且进行固定，并且用作通向电池/导线的端子。插塞接点有可能是例如具有卡口式接头的端子，其可以被装入套筒件中并且进行固定。
为了特别是在注入树脂时保持凸缘密封，套筒件有利地在法兰件上具有特别是平垫圈或者密封环形式的密封设备。
电容器壳体(特别是凸缘)优选地被设计为一件式的并且由塑料制成。这简化了制造并且降低了成本。
本发明还提供了一种具有根据本发明的电容器壳体的中间电路电容器，一个或更多个电容器和一个或更多个汇流排被布置且固定在其中。
额外地，电容器壳体的以下有利特征是重要的，但在从属权利要求中未提到这些特征：
在另一有利设计方案中，在汇流排之间布置有一个或更多个用于电绝缘的绝缘板。位于电容器壳体内的汇流排相互间由绝缘衬垫(绝缘板)或者对应的涂层分隔。
优选地，一个汇流板的部段封闭电容器壳体的开放侧并且具有用于将树脂填充到电容器壳体内的贯穿开口。
同样地，套筒件可以是导电的；即整个套筒件例如由金属形成或者套筒件只有一部分至少与夹持的汇流排电气连接。为此，套筒件的端面和内周可以装备有导电的涂层。
附图说明
下文中描述的附图涉及根据本发明的组合电缆和根据本发明的轴驱动单元的优选实施方案，其中这些附图并非旨在限制本发明，而是主要用于图解本发明。来自不同附图但标有同一附图标记的元件是相同的；因此，一个附图中的元件的描述也适用于其它附图中的相同标记或者说相同编号的元件。
在附图中：
图1示出了根据本发明的一种优选实施方案的电容器壳体的立体视图；
图2示出了根据图1的电容器壳体的另一立体视图；
图3示出了根据图1的电容器壳体的分解图；
图4示出了根据图1的电容器壳体的横截面视图；
图4A示出了根据图4的横截面视图的放大局部图，其显示了根据本发明的电容器壳体的凸缘；
图5示出了一种横截面视图，其显示了根据本发明的另一实施方案的电容器壳体的另一凸缘；并且
图6示出了用于一个相位的DC/AC变流器的接线图，其中包括电容器线路和变流器线路。
具体实施方式
在实施方案中，示出了用于具有三个相位(即三个功率模块)的三电平变流器的电容器，其中使用了根据本发明的电容器壳体1。出于这一原因，电容器绕组14被接成两个串联的逻辑电容器C1和C2(见图6)。通过三个汇流排3、4、20实现三个抽头：正抽头和负抽头以及两个逻辑电容器之间的抽头(端子N)。在图6中给出了用于一个相位/一个功率模块的对应线路图。在附图中示意性地显示了汇流排和电容器绕组，并且汇流排和电容器绕组可以根据端子构思和/或布置构思而在其形状/结构以及位置/布置方面发生变化。
图1示出了根据本发明的一种优选实施方案的电容器壳体1的立体视图。优选地，壳体被设计为长方体的且是一件式的，并且具有凸缘2，两个(或更多个)端子装置10被布置于其中。凸缘形成电容器壳体1的一侧上的长方体隆起。在这种情况下，凸缘的上侧7被设计为相对于壳体1的上侧是齐平的或者说平坦的。两个端子装置10用作用于例如外接电池(未显示)的正极导线和负极导线的端子。两个端子装置10分别由上部套筒件10和下部套筒件11(不可见)形成。两个套筒件10和11延伸穿过凸缘2的上侧7上和下侧上的开口，进入凸缘的内部，并且分别将一个汇流排(不可见)夹持在其间。在电容器壳体1的与凸缘相对的一侧上分别形成正接触插片、中性(或者中间电压)接触插片和负接触插片22、23、24，各三次。接触插片22、23、24相互平行并且彼此相隔地延伸，并且位于平行于电容器壳体1的上侧布置的平面上。接触插片22、23、24的三元组形成用于一个相位的功率模块或者说变流器的端子。因此，所有三个三元组都可以分别供应变流器，由此可以产生三相交流电。在电容器壳体1的两个彼此相对的侧面上分别成型有两个安装设备，其分别具有贯穿钻孔并且可以借助于螺丝，固定在框架上或者固定在另一壳体上。
图2示出了根据图1的电容器壳体1的另一立体视图。位于接触插片22、23、24的三个三元组下方的、电容器壳体1的与凸缘2相对的侧面是开放的并且被中间电压汇流排20的部段19(端子N)覆盖。部段19是扁平的、矩形的并且垂直于电容器壳体1的壁的内侧布置。额外地，在部段19中形成有多个贯穿开口21，以便能够将树脂浇注到电容器壳体1的内部。
图3示出了根据图1的电容器壳体1的分解图。在壳体1(特别是凸缘2)的上侧7上形成有两个用于上部套筒件10的贯穿开口5。贯穿开口5具有相同的直径并且可以优选地在上侧7上具有环形接片。在电容器壳体1内布置有八个电容器14或者说电容器绕组以及正汇流排3、负汇流排4和中间电压排20。电容器被布置成两排。在每一排中，对应的四个电容器14相互并联电气连接。当其中一行电容器14以其正极(下侧)与中间电压排20相连时，另一行电容器14以其负极(下侧)与中间电压排20相连。其中一行电容器14的上侧或者说正极又与正汇流排3相连，而另一行电容器14的上侧或者说负极与负汇流排4相连。优选地，上下重叠地布置正汇流排3和负汇流排4，特别是在凸缘2内。两个汇流排3、4分别具有贯穿开口15、16和穿引开口25、26。除此之外，汇流排3、4借助于涂层和/或绝缘板或者说绝缘层(未显示)彼此电绝缘。额外地，设计穿引开口25和26，使得在套筒件10、11导电的情况下，其与对应的汇流排3、4电绝缘。这可以通过以下方式实现，即穿引开口25、26的直径被设计得足够大，其防止套筒件10、11与汇流排3、4之间的电压击穿(特别是在填充树脂的情况下)。额外地或者替代地，穿引开口25、26可以具有绝缘涂层或者说绝缘环，其覆盖开口的内壁及其边缘上侧和边缘下侧。由上部套筒件10和下部套筒件11构成的其中一个端子装置将正汇流排3夹持在凸缘2内，而另一端子装置将负汇流排4夹持在凸缘内。在这种情况下，对应的汇流排3、4被夹持在套筒件10、11的端面12(不可见)和13之间。优选地，其中一个端子装置的套筒件10、11与贯穿开口5和6和正汇流排3的贯穿开口15以及负汇流排4的穿引开口26具有共同的轴线。这同样适用于具有共同轴线的另一端子装置与贯穿开口5和6和负汇流排4的贯穿开口16以及正汇流排3的穿引开口25。这两个轴线被布置为相互平行并且与相应的汇流排3、4或者说凸缘等距地相隔。
图4示出了根据图1的电容器壳体1的横截面视图，包括在其内布置为两列的电容器14、对应的汇流排3、4和20以及凸缘2和套筒件10和11。
图4A示出了根据图4的横截面视图的放大局部图，其显示了根据本发明的电容器壳体1的凸缘2。在凸缘2内平行且上下重叠地布置有正汇流排3、第一绝缘板17、负汇流排4和第二绝缘板18。凸缘2的上侧和下侧分别具有贯穿开口5、6，上部套筒件10或者说下部套筒件11被插入其中。上部套筒件10和下部套筒件11分别设计有法兰状的顶端、圆筒状的主体和从顶端到主体的相对端部的笔直的贯穿钻孔。套筒件10、11被压入或者拧入到对应的开口5、6内，并且以其相应的端面12、13，向对应的汇流排3、4施加保持力(力配合)。在这种情况下，设计和/或装入套筒件10、11，使得与贯穿开口5、6和汇流排3、4的接触面是密封的并且防止树脂流出。代替套筒件10、11的贯穿钻孔，套筒件可以替代地具有用于插头的盲孔并且特别地是导电的。
图5示出了一种横截面视图，其显示了根据本发明的另一实施方案的电容器壳体1的另一凸缘2。在此，套筒件10和11不同于根据图4A的套筒件。上部套筒件10在一端上或者说在端面13上具有空心圆柱接片27作为延长部，其延伸穿过贯穿开口15并且被装入到下部套筒件11中。由此产生上部套筒件10(特别是其接片27)与下部套筒件11(特别是其贯穿钻孔的内壁)之间的形状配合。在如图4A中所示，上部套筒件10的贯穿钻孔的直径保持不变的情况下，贯穿开口15和下部套筒件11的(至少部分地或者说逐段地)贯穿钻孔的内径相对较大。
图6示出了用于一个相位的DC/AC变流器的接线图，其中包括电容器线路28和变流器线路29。电容器线路28可以由根据本发明的电容器壳体形成，例如根据图1的包括电容器和汇流排的电容器壳体。除此之外，如图1中所描述的，可以通过三个三元组端子或者说接触插片，连接三个变流器线路29，而非仅连接一个变流器线路。电容器线路28在左侧上具有例如接向电池的正直流电端子和负直流电端子，并且在右侧上具有三个端子。其中，两个端子分别与两个直流电端子电气连接；第三个端子形成中间电压或者说端子N。
附图标记列表
1 电容器壳体
2 凸缘
3 汇流排，正
4 汇流排，负
5 贯穿开口，位于凸缘的上侧上
6 贯穿开口，位于凸缘的下侧上
7 凸缘上侧
8 凸缘下侧
9 端子装置
10 上部套筒件
11 下部套筒件
12 上部套筒件的端面
13 下部套筒件的端面
14 电容器
15 正汇流排的贯穿开口
16 负汇流排的贯穿开口
17 第一绝缘板
18 第二绝缘板
19 中间电压排的部段
20 汇流排，中间电压
21 贯穿开口，在中间电压汇流排上
22 接触插片，正
23 接触插片，中性
24 接触插片，负
25 穿引开口
26 穿引开口
27 上部套筒件的空心圆柱接片
28 电容器线路
29 变流器线路。

Claims (11)

1.一种用于电路的电容器壳体(1)，
其特征在于，
所述电容器壳体(1)具有闭合的凸缘(2)，而汇流排(3、4)伸入到所述凸缘中，
其中所述凸缘(2)在上侧(7)和下侧(8)上成对地具有贯穿开口(5、6)，分别用于套筒件(10、11)的贯通，
其中上部套筒件(10)和下部套筒件(11)分别作为端子装置(9)接触其中一个所述汇流排(3、4)并且将其夹在所述套筒件的端面(12、13)之间。
2.根据权利要求1所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
在所述电容器壳体中布置有电容器(14)，所述电容器与所述汇流排(3、4)电气连接，并且包括所述电容器(14)的所述壳体(1)填注有树脂。
3.根据权利要求1或2所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
一个端子装置(9)的所述上部套筒件(10)和所述下部套筒件(11)不直接相互接触并且分别通过挤压而保持在所述贯穿开口(5、6)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
一个端子装置(9)的所述上部套筒件(10)和所述下部套筒件(11)被成型为插接套筒并且借助于弹性变形而被压入彼此。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
所述汇流排(3、4)具有与所述凸缘(2)的贯穿开口(5、6)同轴地布置的贯穿开口(15、16)。
6.根据权利要求5所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
设计所述汇流排(3、4)的贯穿开口(15、16)，使得能够插入和/或拧紧所述上部套筒件(10)和/或所述上部套筒件(11)。
7.根据权利要求5或6所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
上下重叠地布置所述汇流排(3、4)，并且所述汇流排分别具有穿引开口，其中接触另一汇流排的所述套筒件中的一个被无接触地布置在所述穿引开口中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
用于外部端子的所述套筒件(3、4)被成型为插塞接点或者被成型为具有内螺纹的螺旋接点。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
所述套筒件(3、4)在法兰件上具有特别是平垫圈或者密封环形式的密封设备。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电容器壳体(1)，
其特征在于，
所述电容器壳体(1)，特别是所述凸缘(2)被设计为一件式的并且由塑料制成。
11.一种中间电路电容器，包括根据前述权利要求中任一项所述的电容器壳体。
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