CN116830815A - 用于具有至少一个电动机和变速器的车辆的控制模块 - Google Patents
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Abstract
用于具有至少一个电动机和变速器的车辆的控制模块，控制模块具有壳体(11、12)和冷却体(3)，壳体用于容纳变速器控制电子装置(5)的和用于控制电动机的变流器电子装置(1)，壳体(11、12)包括壳体上部件(11)和壳体下部件(12)，冷却体(3)布置在壳体上部件(11)和壳体下部件(12)之间，使得冷却体(3)形成壳体(11、3、12)的一部分，壳体下部件(12)和冷却体(3)形成用于容纳变流器电子装置(1)的介质密封的空腔(9)，变流器电子装置(1)导热地与冷却体(3)连接，变速器控制电子装置(5)导热地布置在底板(7)上且被塑料包罩(16)包围，带有塑料包罩(16)的变速器控制电子装置(5)和底板(7)形成壳体上部件(11)，壳体上部件(11)导热地与冷却体(3)连接，从而发生从变速器控制电子装置(5)经由底板(7)到冷却体(3)的热传送(10)。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的控制模块，该控制模块用于具有至少一个电动机和变速器的车辆。
背景技术
电动出行尤其是指使用电动汽车。电动汽车完全或部分地被电驱动，携带能量存储器，并主要从电网中获取其能量。混合动力车辆将两种驱动技术结合起来。较短的距离通常可以用电力完成，但混合动力车辆也可以利用其内燃机容易地完成长距离。也可以在插座上充电的混合动力汽车被称为插电式混合动力汽车。在汽车完全由电驱动之前，混合动力车辆被认为是过渡技术。
车辆通常设有变速器，变速器被设计用于借助于扭矩传递离合器在变速器输入端和输出端之间传递扭矩。
变速器的运行通过变速器控制器控制。
混合动力车辆和电动车辆中的电驱动总成的另一中心部件是功率电子装置。其负责尤其是电机的操控、与车辆控制装置的通信以及驱动装置的诊断。
功率电子装置通常包括电子控制器、逆变器和DC/DC转换器。控制器代表功率电子装置的切换中心。直流-交流转换器或逆变器将电池的直流电转换成交流电用于驱动电机。电动机最终将电能转换成机械能。为了给电池充电，该过程被逆转。
隶属于电驱动车辆的另一中心部件的是直流-直流转换器，也可以叫做转换器或变流器。其将100-400伏或以上的高的电池电压转换成12或48伏的明显更低的运行电压，用于电子构件。
DE 102013222599A1描述了一种具有内燃机和电动机的车辆，其中，变速器控制模块除了控制变速器之外也控制电动机、逆变器和DC-DC转换器。
发明内容
本发明的任务是，提出一种紧凑的控制模块，用于具有至少一个电动机和变速器的车辆，由此能够将控制模块的单个零件的数量保持得很少，且其中，通过有效地输出由电子装置产生的热，可以省去昂贵的低损耗部件。
根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的控制模块解决。
在根据本发明的控制模块中，壳体包括壳体上部件和壳体下部件，其中，冷却体布置在壳体上部件和壳体下部件之间，使得冷却体形成壳体的一部分。
壳体下部件和冷却体形成介质密封的空腔，用于容纳变流器电子装置，其中，变流器电子装置导热地与冷却体连接。变速器控制电子装置导热地布置在底板上，其中，底板有利地由金属、例如铝制成。
变速器控制电子装置被塑料包罩包围，以保护其免受有害的环境影响。带有塑料包罩的变速器控制电子装置和底板共同形成壳体上部件，其中，壳体上部件导热地与冷却体连接，使得由变速器控制电子装置的电子构件产生的热经由底板被输出至冷却体。
由此提出了一种用于逆变器和变速器的紧凑的控制模块，带有共同的有效的冷却设备，该控制模块不仅可以作为附接控制模块，也可以作为独立控制模块在车辆中使用。
在一种实施方式中，变流器电子装置包括一带有电子构件的电路板作为电路载体，其中，变流器电子装置的电路板可在两侧装备电子构件，由此进一步提高了系统紧凑性。
在另一种实施方式中，变流器电子装置的布置在电路板的面向壳体上部件的一侧的电子构件能导热地与冷却体有利地直接连接。由此可以更有效地冷却电子构件。
尤其是至少在变流器电子装置和冷却体之间的导热连接，或者说在变速器控制电子装置和底板之间的导热连接，或者说在变流器电子装置的布置在电路板的面向壳体上部件的一侧的电子构件和冷却体之间的导热连接借助于导热材料实现。在此导热材料通常是导热膏或导热胶。
视有待输出的热量而定且尤其是视参与热传送的部件的接触面大小而定，可以例如使用按照标准的、硅基的导热膏或具有改善的导热性的高功率导热膏或导热胶。
在一种实施方式中，冷却体的冷却通道在与变流器电子装置对置的一侧与壳体上部件的底板尤其是介质密封地密封。通过这种实施方式可以大大减小冷却体的生产成本。
在另一种实施方式中，由变速器控制电子装置、塑料包罩和底板形成的壳体上部件与冷却体借助于至少一个连接器具导热地且机械地连接，其中，连接器具分别与冷却体的对应的容纳部咬合，其中，连接器具中的至少一个可以是螺钉或铆钉。这种模块式结构简单、安全并提供从电子装置出来的有效的热输出。
在一种实施方式中，壳体上部分的塑料包罩由热固性塑料或由热塑性塑料制成。由此可靠地保护变速器控制电子装置的电子构件免受外界环境影响。此外，节省了用于遮盖变速器控制电子装置的单独的盖子。
为了提高导热性，塑料包罩可以额外地设有至少一种无机填料。
附图说明
在附图中：
图1示出了控制模块的示意性截面视图，
图2示出了另一个控制模块的视图。
具体实施方式
图1示出了一种用于车辆、例如用于电动汽车或混合动力车辆的控制单元，该车辆具有至少一个电动机和变速器。控制模块具有壳体11、12用于容纳一用于控制变速器的变速器控制装置5和一用于控制电动机的变流器电子装置1。附加地，控制单元具有冷却体3，用以将由控制模块的电子装置产生的热经由冷却液输出。
壳体11、12包括壳体上部件11和壳体下部件12。
冷却体3布置在壳体上部件11和壳体下部件12之间，由此也布置在变速器控制电子装置5和变流器电子装置1之间，从而冷却体3形成壳体3、11、12的一部分。
壳体下部件12和冷却体3形成一用于容纳变流器电子装置1的介质密封的空腔9，其中，壳体下部件12和冷却体3借助于连接器具8导热地且机械地彼此连接。为了提高密封性，在壳体下部件12和冷却体3之间布置密封件13，其中，密封件13例如可以被实施为单独的插入式密封件或实施为胶密封件。
变流器电子装置1包括电路板18和布置在其上的电子构件1.1。电子构件1.1在此不仅安置在变流器电子装置1的电路板18的面向壳体上部件11的下侧面上也安置在其上侧面上，其中，在此在下侧面上将电子构件1.1布置在电路板18的中间区域，冷却体3的冷却液通道4附近。由于变流器电子装置1的电路板18在两侧都被装备，因此冷却体3在边缘侧分别朝向连接器具8环绕地具有阶梯3.2，变流器电子装置1的下侧面的不具有构件的部分贴靠在该阶梯上。在冷却体3的阶梯3.2和变流器电子装置1之间的导热材料2用于从变流器电子装置1向冷却体3的良好的热传送10。在使用导热胶2的情况下可以取消变流器电子装置1至冷却体3之间的额外的机械连接。
图1中阶梯3.2的高度匹配于布置在变流器电子装置1的下侧面上的电子构件1.1的高度，使得在此电子构件1.1借助于导热材料2导热地与冷却体3直接连接。
因此，在布置在变流器电子装置1的下侧面上的电子构件1.1的情况下，不仅发生经由变流器电子装置1的电路板18至冷却体3的热传送10也发生从电子构件1.1至冷却体的直接热传送。尤其是在这里可以在电路板上装备产热特别多的电子构件1.1。附加地，为了进一步提高到冷却体3上的热传送10，可以使用高功率导热材料来取代按照标准的导热材料2。
由带有塑料包罩16的变速器控制电子装置5和底板7形成的壳体上部件11与冷却体3借助于连接器具8导热地且机械地、尤其是力锁合地彼此连接，其中，连接器具8分别与冷却体3的对应的容纳部3.1咬合。图1中在此将螺钉8旋入到冷却体3中的对应螺纹3.1中。代替螺钉也可以例如使用铆钉。
图1中冷却体3的冷却通道4在与变流器电子装置1相对置的一侧与壳体上部件11的底板7密封。由此可以大大减小冷却体3的生产成本。但也可以设想，冷却体3独立地、即一件式制成。
在壳体上部件11的底板7和冷却体3之间在此在图1中为了提高密封作用布置一环绕的密封件7。密封件7例如可以被实施为插入式密封件或也可以实施为胶密封件。
变速器控制电子装置5具有电路板6和布置在其上的电子构件5.1。电路板6导热地布置在底板7上。连接元件8通过底板7中的对应的钻孔引导。变速器控制电子装置5的尤其是由热固性塑料或热塑性塑料生产的塑料包罩16在图1中基本上包围电路板6中的布置有电子构件5.1的区域。但变速器控制电子装置5的塑料包罩16也可以从电路板6的边缘伸出直达底板7的边缘，这样，连接器具8就可以通过塑料包罩16和底板7中的对应钻孔引导。
电子构件5.1在此在图1中布置在变速器控制电子装置5的电路板的背向变流器电子装置1的一侧。
壳体下部件12导热地且例如力锁合地紧固在冷却体3的与壳体上部件11相对置的一侧，并且可以尤其是形成控制模块到未示出的变速器的接口，这里以附接的实施方式。但控制模块也可以作为独立的实施方式与变速器分开地加装在车辆中。
图2示出了控制模块壳体的外部视图，其具有壳体上部件11、冷却体3和壳体下部件12，壳体上部件具有塑料包罩16和底板7，其中，冷却体3布置在壳体上部件11和壳体下部件12之间。
由带有塑料包罩16的变速器控制电子装置5和底板7形成的壳体上部件11与冷却体3借助于连接器具8彼此连接，其中，连接器具8分别通过底板7中的钻孔引导，钻孔在该情况下从变速器控制电子装置5的电路板伸出。
由此发生从变速器控制电子装置5经由底板7到冷却体3的热传送10。
变速器控制电子装置5的电接口17，尤其是为了与未示出的周围电子装置交换信号和供给电压，在此位于壳体上部件11的上侧面上，但也可以例如侧向地定位在壳体上部件11上。
用于变流器电子装置1的电接口14在此被布置在壳体下部件12上。
冷却体3在此在其纵侧面上分别具有冷却接口15。
用于逆变器和变速器的、带有共同的高效的冷却设备的、紧凑的控制单元不仅可以作为附接控制单元，也可以作为独立控制单元在车辆中使用。
附图标记列表
1 变流器电子装置
1.1 变流器电子装置的电子构件
2 导热材料
3 冷却体
3.1 用于连接器具的容纳部
3.2 冷却体的梯级
4 冷却液通道
5 变速器控制电子装置
5.1 变速器控制电子装置的电子构件
6 变速器控制电子装置的电路板
7 底板
8 连接器具
9 空腔
10 热传送
11 壳体上部件
12 壳体下部件
13 密封件
14 变流器电子装置的接口
15 冷却接口
16 塑料包罩
17 变速器控制电子装置的接口
18 变流器电子装置的电路板
Claims (10)
1.一种控制模块，用于具有至少一个电动机和变速器的车辆，其中，所述控制模块具有壳体(11、12)和冷却体(3)，所述壳体用于容纳变速器控制电子装置(5)和用于控制电动机的变流器电子装置(1)，其特征在于，
所述壳体(11、12)包括壳体上部件(11)和壳体下部件(12)，其中，所述冷却体(3)布置在所述壳体上部件(11)和所述壳体下部件(12)之间，使得所述冷却体(3)形成所述壳体(11、3、12)的一部分，
所述壳体下部件(12)和所述冷却体(3)形成用于容纳所述变流器电子装置(1)的介质密封的空腔(9)，其中，所述变流器电子装置(1)导热地与所述冷却体(3)连接，且
所述变速器控制电子装置(5)导热地布置在底板(7)上且被塑料包罩(16)包围，并且带有所述塑料包罩(16)的所述变速器控制电子装置(5)和所述底板(7)形成所述壳体上部件(11)，其中，
所述壳体上部件(11)导热地与所述冷却体(3)连接，从而发生从所述变速器控制电子装置(5)经由所述底板(7)到所述冷却体(3)的热传送(10)。
2.根据前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，所述变流器电子装置(1)包括一带有电子构件(1.1)的电路板(18)作为电路载体，其中，所述变流器电子装置(1)的所述电路板(18)能够在两侧装备电子构件(1.1)。
3.根据权利要求2所述的控制模块，其特征在于，所述变流器电子装置(1)的布置在所述电路板(18)的面向所述壳体上部件(11)的一侧的电子构件(1.1)导热地与所述冷却体(3)直接连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，至少在所述变流器电子装置(1)和所述冷却体(3)之间的导热连接，或者在所述变速器控制电子装置(5)和所述底板(7)之间的导热连接，或者在所述变流器电子装置(1)的布置在所述电路板(18)的面向所述壳体上部件(11)的一侧的电子构件(1.1)和所述冷却体(3)之间的导热连接借助于导热材料(2)实现。
5.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，所述导热材料(2)是导热膏或导热胶。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，所述冷却体(3)的冷却通道(4)在与所述变流器电子装置(1)相对置的一侧与所述壳体上部件(11)的所述底板(7)介质密封地密封。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，由变速器控制电子装置(5)、塑料包罩(16)和底板(7)形成的所述壳体上部件(11)和所述冷却体(3)借助于至少一个连接器具(8)导热地且机械地彼此连接，其中，所述连接器具(8)分别与所述冷却体(3)的对应的容纳部(3.1)咬合。
8.根据权利要求7所述的控制模块，其特征在于，所述连接器具(8)中的至少一个是螺钉或铆钉。
9.根据前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，所述壳体上部件(11)的所述塑料包罩(16)由热固性塑料或由热塑性塑料制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的控制模块，其特征在于，所述塑料包罩(16)设置用于利用至少一种无机填料提高导热性。
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2023
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