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TECHNISCHES GEBIET
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Der hierin beschriebene Gegenstand betrifft allgemein Fahrzeuge, und er betrifft insbesondere Anordnungen zur Verwendung mit Wechselrichtern von Fahrzeugen zur Kopplung mit anderen Systemen der Fahrzeuge.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Hybridelektrische, vollständig elektrische, Brennstoffzellen- und weitere Kraftstoff sparende Fahrzeuge werden zunehmend populär. Elektrische und hybridelektrische Fahrzeuge verwenden Hochspannungs-Batteriestapel oder Brennstoffzellen, die Gleichstrom liefern, der zum Antreiben von Fahrzeugmotoren, elektrischen Antriebssystemen oder anderen Fahrzeugsystemen benötigt wird. Diese Fahrzeuge verwenden dicke elektrische Stromverbinder, um Hochleistungs-Gleichstrom aus Batteriestapeln, Brennstoffzellen oder anderen Leistungsquellen an Elektromotoren und andere elektrische Einrichtungen und Systeme des Fahrzeugs zu liefern.
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Zudem umfassen diese Fahrzeuge typischerweise Wechselrichter, um den durch derartige Batteriestapel, Brennstoffzellen oder andere Leistungsquellen bereitgestellten Gleichstrom in Wechselstrom zur Verwendung durch derartige Elektromotoren und andere elektrische Einrichtungen und Systeme des Fahrzeugs umzuwandeln. Derartige Wechselrichter benötigen im Allgemeinen eine Schnittstelle, um mit anderen Systemen in dem Fahrzeug zu kommunizieren, zum Beispiel, um soweit erforderlich die Lieferung von zusätzlichem elektrischem Strom an den Wechselrichter anzufordern. Derartige Schnittstellen sind im Allgemeinen über eine Platine oder ein anderes Kommunikationsmedium, das dem Wechselrichter zugeordnet ist, mit einem oder mehreren Gleichstromverbindern gekoppelt. Es kann jedoch schwierig sein, für eine optimale Kopplung zwischen den Gleichstromverbindern, dem Kommunikationsmedium und der Schnittstelle zu sorgen. Ohne eine optimale Kopplung kann sich bei den Verbindern, dem Kommunikationsmedium oder der Schnittstelle ein Schlupf ergeben oder die elektrische Kopplung zwischen den Verbindern, dem Kommunikationsmedium und der Schnittstelle kann unterbrochen oder anderweitig beeinträchtigt werden.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Schnittstellenanordnungen bereitzustellen, die zum Beispiel eine verbesserte Kopplung zwischen Gleichstromverbindern, einem Kommunikationsmedium und Schnittstellen derartiger Schnittstellenanordnungen bereitstellen. Darüber hinaus werden weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachstehenden genauen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem voranstehenden technischen Gebiet und Hintergrund offenbar werden.
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Die
DE 10 2005 045 072 A1 offenbart eine modulare Umrichteranordnung mit einem Strommessmodul, um einen von einem Wechselrichter der Umrichteranordnung erzeugten Wechselstrom zu messen.
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In der
DE 33 20 418 A1 ist ein auf einer gemeinsamen Stromschiene montierter Apparatesatz offenbart, bei dem einzelne Apparate des Apparatesatzes mit Hilfe einer speziellen Sammelschiene verbunden werden können, um Verdrahtungsaufwand zu verringern.
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Die
US 2006/ 0 216 800 A1 offenbart eine Montagestruktur für einen Stromsensor, bei der ein Stromsensor an einer Ausnehmung einer Sammelschiene festgeklemmt wird.
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In der
US 2005/ 0 168 210 A1 ist ein Stromsensor für einen Leistungswandler in einem Fahrzeug offenbart, der einen Gleich- oder Wechselstrom für den Leistungswandler detektiert und diesen damit steuert.
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Die
US 5 831 425 A offenbart eine Sammelschienenstruktur für einen elektrischen Verbindungskasten, bei dem eine Sammelschiene durch einen magnetischen Kern geführt und dann mit Harz vergossen wird, um eine Stromerfassung im Verbindungskasten zu ermöglichen.
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In der
DE 601 05 912 T2 ist ein elektrischer Verbindungskasten offenbart, bei dem mehrere Sammelschienen mit verschiedenen Spannungspegeln im Verbindungskasten jeweils innerhalb eines Isoliermaterials angebracht sind, um Leckströme zu vermeiden.
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Die
DE 103 26 321 A1 offenbart eine elektronische Baugruppe zum Schalten elektrischer Leistung, bei der Sammelschienen mit Halbleitern unter Verwendung von Kontaktblechen oder -bügeln verbunden sind.
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In der
DE 10 2004 028 308 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Motorantriebsstroms offenbart, bei der die Wechselströme der Phasen des Motors mithilfe einer platzsparenden Stromerfassungsvorrichtung gemessen werden.
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Die
US 2003/ 0 067 748 A1 offenbart einen wassergekühlten Wechselrichter mit seichten und tiefen Hohlräumen zur Wasserkühlung von Leistungsmodulen. Eine Steuerplatine kann getrennt von den Leistungsmodulen angeordnet sein, um die Temperatur der Steuerplatine zu verringern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Schnittstellenanordnung nach Anspruch 1.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schnittstellenanordnung für einen Wechselrichter eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Schnittstellenanordnung umfasst eine Schnittstelle, mehrere Sammelschienen, ein Kommunikationsmedium, zwei DC-Verbinder und einen Bügel oder Clip. Die Schnittstelle dient zur Kommunikation mit einem oder mehreren Fahrzeugsystemen außerhalb der Schnittstellenanordnung. Die mehreren Sammelschienen sind so ausgestaltet, dass sie elektrischen Strom empfangen und transportieren. Das Kommunikationsmedium ist zwischen die mehreren Sammelschienen und die Schnittstelle elektrisch gekoppelt. Das Kommunikationsmedium ist so ausgestaltet, dass es Informationen an die Schnittstelle liefert, die zumindest teilweise auf dem elektrischen Strom basieren, der von den mehreren Sammelschienen transportiert wird. Die Bügelanordnung ist zwischen die mehreren Sammelschienen und das Kommunikationsmedium elektrisch gekoppelt. Die Schnittstelle sendet Signale an die mehreren Fahrzeugsysteme, um einen an den Wechselrichter gelieferten Gleichstrom zumindest teilweise auf der Grundlage der Informationen hinsichtlich einer ersten Strommessung des ersten DC-Verbinders und einer zweiten Strommessung des zweiten DC-Verbinders zu steuern.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird hierin nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
- 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Motorsystems eines Fahrzeugs ist, welches eine erste Leistungsquelle, eine zweite Leistungsquelle, eine Wechselrichteranordnung, einen Wechselstromverbinder und einen Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung von 1 ist, der eine Schnittstellenanordnung derselben gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung von 1 ist, welcher die Schnittstellenanordnung von 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung von 1 ist, welcher die Schnittstellenanordnung von 2 und 3 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst;
- 5 eine weitere perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung von 1 ist, der einen in einer Ansicht von unten gezeigten Abschnitt der Schnittstellenanordnung von 2 - 4 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst; und
- 6 eine weitere perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung von 1 ist, welcher einen in einer Draufsicht gezeigten Abschnitt der Schnittstellenanordnung von 2 - 5 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Motorsystems 100 eines Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug kann ein beliebiger einer Anzahl verschiedener Kraftfahrzeugtypen sein, wie z.B. eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen, ein Lieferwagen, ein Sportnutzfahrzeug (SUV, SUV von Sport Utility Vehicle) oder ein beliebiger einer Anzahl weiterer verschiedener Typen von Kraftfahrzeugen oder anderen Fahrzeugen. Das Fahrzeug kann auch einen oder mehrere verschiedene Typen von Maschinen umfassen, wie z.B. eine benzin- oder dieselgetriebene Brennkraftmaschine, eine Maschine eines Fahrzeugs mit flexiblem Kraftstoff (FFV, FFV von flex fuel vehicle), welche eine Mischung aus Benzin und Alkohol verwendet, eine Maschine mit gasförmiger Mischung, die eine gasförmige Mischung, wie z.B. Wasserstoff und Erdgas, verwendet, eine hybride Brennkraft/Elektromotor-Maschine, einen Elektromotor oder einen Brennstoffzellenmotor.
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Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Motorsystem 100 eine erste Leistungsquelle 102, eine zweite Leistungsquelle 104, eine Wechselrichteranordnung 106, einen Wechselstromverbinder (AC-Verbinder) 108 und einen Motor 110. Die erste und zweite Leistungsquelle 102, 104 können Batterien, Brennstoffzellen und/oder eine beliebige Anzahl anderer verschiedener Typen von Leistungsquellen umfassen. Der Motor 110 kann aus einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Typen von Motoren des Fahrzeugs bestehen. Es ist festzustellen, dass die Anzahl von Leistungsquellen, Wechselrichteranordnungen, AC-Verbindern und Motoren von der dargestellten Ausführungsform abweichen kann.
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Bei der dargestellten Ausführungsform liefern die erste und zweite Leistungsquelle 102, 104 Gleichstrom an die Wechselrichteranordnung 106. Die Wechselrichteranordnung 106 empfängt den Gleichstrom von der ersten und zweiten Leistungsquelle 102, 104, wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um und liefert den Wechselstrom an den AC-Verbinder 108. Der AC-Verbinder 108 transportiert den Wechselstrom an den Motor 110.
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Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst die Wechselrichteranordnung 106 eine Schnittstellenanordnung 111 und einen Wechselrichter 116. Die Schnittstellenanordnung 111 ist zwischen die erste und zweite Leistungsquelle 102, 104 und den Wechselrichter 116 gekoppelt. Die Schnittstellenanordnung 111 liefert Gleichstrom von der ersten und zweiten Leistungsquelle 102, 104 an den Wechselrichter 116 und steuert den Wechselrichter 116. Die Schnittstellenanordnung 111 umfasst einen ersten Gleichstromverbinder (DC-Verbinder) 112, einen zweiten DC-Verbinder 114 und eine Schnittstelle 118.
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Der erste DC-Verbinder 112 ist zwischen die erste Leistungsquelle 102, den Wechselrichter 116 und die Schnittstelle 118 gekoppelt. Insbesondere empfängt der erste DC-Verbinder 112 Gleichstrom von der ersten Leistungsquelle 102 und transportiert diesen Gleichstrom an den Wechselrichter 116. Zudem werden Informationen hinsichtlich einer ersten Messung des Gleichstroms des ersten DC-Verbinders 112 von dem ersten DC-Verbinder 112 an die Schnittstelle 118 über ein Kommunikationsmedium, das damit gekoppelt ist, geliefert (in 1 nicht dargestellt, aber nachstehend in Verbindung mit dem Kommunikationsmedium 220 von 2 und 3 und der Implementierung des Kommunikationsmediums 220 als Platine 303 von 3 weiter beschrieben).
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Der zweite DC-Verbinder 114 ist auf ähnliche Weise zwischen die zweite Leistungsquelle 104, den Wechselrichter 116 und die Schnittstelle 118 gekoppelt. Insbesondere empfängt der zweite DC-Verbinder 114 Gleichstrom von der zweiten Leistungsquelle 104 und transportiert diesen Gleichstrom an den Wechselrichter 116. Zudem werden Informationen hinsichtlich einer zweiten Messung des Gleichstroms des zweiten DC-Verbinders 114 von dem zweiten DC-Verbinder 114 an die Schnittselle 118 über das Kommunikationsmedium, welches damit gekoppelt ist, geliefert (in 1 nicht dargestellt, aber nachstehend in Verbindung mit dem Kommunikationsmedium 220 von 2 und 3 und der Implementierung des Kommunikationsmediums 220 als Platine 303 von 3 weiter beschrieben).
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Der Wechselrichter 116 wandelt den Gleichstrom, den er von dem ersten und zweiten DC-Verbinder 112, 114 empfängt, in Wechselstrom um. Der Wechselrichter 116 transportiert diesen Wechselstrom an den AC-Verbinder 108. Der AC-Verbinder 108 wiederum transportiert diesen Wechselstrom an den Motor 110 zur Verwendung durch den Motor 110.
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Der Wechselrichter 116 wird von der Schnittstelle 118 zumindest teilweise auf der Grundlage der ersten Messung des Gleichstroms des ersten DC-Verbinders 112 und der zweiten Messung des Gleichstroms des zweiten DC-Verbinders 114 gesteuert. Zum Beispiel steht die Schnittstelle 118 mit anderen Fahrzeugsystemen in Verbindung und beantragt, dass geeignete Pegel an zusätzlichem elektrischem Strom nach Bedarf an den Wechselrichter 116 auf der Grundlage von Informationen hinsichtlich der ersten Gleichstrommessung des ersten DC-Verbinders 112 und der zweiten Gleichstrommessung des zweiten DC-Verbinders 114 geliefert werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Komponenten der Schnittstellenanordnung 111 (die den ersten DC-Verbinder 112, den zweiten DC-Verbinder 114 und die Schnittstelle 118 umfassen) alle in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wie z.B. dem Gehäuse 200, das in 2 und 4 dargestellt und nachstehend in Verbindung damit beschrieben ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist auch der Wechselrichter 116 in dem gleichen Gehäuse wie die Schnittstellenanordnung 111 untergebracht, wie z.B. dem zuvor erwähnten Gehäuse 200 von 2 und 4.
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Es ist festzustellen, dass die Anzahl von DC-Verbindern, Wechselrichtern und Schnittstellen bei anderen Ausführungsformen variieren kann. Auf ähnliche Weise ist festzustellen, dass es bei gewissen Ausführungsformen der Schnittstellenanordnung 111 oder gewissen Komponenten davon, wie z.B. einem DC-Verbinder und/oder einer Schnittstelle davon, in Betracht gezogen werden kann, dass sie von der Wechselrichteranordnung 106 getrennt sind und stattdessen mit der Wechselrichteranordnung 106 gekoppelt sind, z.B. in Abhängigkeit davon, wie man die Wechselrichteranordnung 106 definiert.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung 106 von 1, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deren Schnittstellenanordnung 111 umfasst. Insbesondere stellt 2 das voranstehend erwähnte Gehäuse 200 der Schnittstellenanordnung 111 von 1 zusammen mit dem ersten DC-Verbinder 112, dem zweiten DC-Verbinder 114 und der Schnittstelle 118 von 1 dar. 2 stellt auch ein Kommunikationsmedium 220 gestrichelt dar. Das Kommunikationsmedium 220 ist vorzugsweise auch ein Teil der Schnittstellenanordnung 111 und der Wechselrichteranordnung 106 von 1.
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Wie in 2 dargestellt ist, umfasst das Gehäuse 200 vorzugsweise mindestens eine erste Wand 203 mit einer ersten Seite 201 und einer zweiten Seite 202. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Wand 203 z.B. als eine obere Wand des Gehäuses 200 bezeichnet, die erste Seite 201 wird als eine Oberseite der oberen Wand des Gehäuses 200 bezeichnet und die zweite Seite 202 wird als eine Unterseite der oberen Wand 203 des Gehäuses 200 bezeichnet. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren.
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Wie auch in 2 dargestellt ist, umfasst der erste DC-Verbinder 112 eine erste DC-Verbinderumhüllung 204, eine erste positive Batteriesammelschiene 206 und eine erste negative Batteriesammelschiene 208. Auf ähnliche Weise umfasst, wie auch in 2 dargestellt ist, der zweite DC-Verbinder 114 eine zweite DC-Verbinderumhüllung 210, eine zweite positive Batteriesammelschiene 212 und eine zweite negative Batteriesammelschiene 214.
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Die erste DC-Verbinderumhüllung 204 und die zweite DC-Verbinderumhüllung 210 sind vorzugsweise zumindest annähernd zueinander benachbart angeordnet, wie z.B. in 2 gezeigt ist. Wie auch in 2 gezeigt ist, sind die erste DC-Verbinderumhüllung 204 und die zweite DC-Verbinderumhüllung 210 vorzugsweise jeweils zumindest teilweise in dem Gehäuse 200 angeordnet. Zudem sind sowohl die erste DC-Verbinderumhüllung 204 als auch die zweite DC-Verbinderumhüllung 210 vorzugsweise jeweils zusammen mit dem Gehäuse 200 als ein einstückiges Teil ausgebildet. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren.
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Die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 weisen alle einen elektrisch leitfähigen Körper auf, und jede ist ausgestaltet, um elektrischen Hochleistungs-Gleichstrom zu empfangen und zu transportieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 zumindest teilweise durch das Gehäuse 200 hindurch. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 durch die erste Wand 203 hindurch (d.h. gemäß einer beispielhaften Ausführungsform durch die obere Wand des Gehäuses).
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Bei gewissen nicht einschränkenden Ausführungsformen können die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 alle Ströme bis zu 200 Ampere bewältigen. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen auch die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 alle aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen auch variieren.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist die Schnittstelle 118 auch vorzugsweise zumindest teilweise in dem Gehäuse 202 angeordnet. Wie auch in 2 dargestellt ist, ist die Schnittstelle 118 bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform benachbart zu der ersten Seite 201 der ersten Wand 203 des Gehäuses 200 angeordnet (d.h. gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Oberseite der oberen Wand des Gehäuses 200). Die Schnittstelle 118 umfasst vorzugsweise eine Signalschnittstelle, die Signale von dem Kommunikationsmedium 220 empfängt, welche die voranstehend erwähnten Informationen hinsichtlich der ersten Strommessung des ersten DC-Verbinders 112 und der zweiten Strommessung des zweiten DC-Verbinders 114 umfassen, und steuert auf der Grundlage dessen den Betrieb des Wechselrichters 116. Erfindungsgemäß steht die Schnittstelle 118 in Verbindung mit verschiedenen anderen Fahrzeugsystemen und sendet Signale an diese, um den elektrischen Gleichstrom, der an die Wechselrichteranordnung 106 geliefert wird, zumindest teilweise auf der Grundlage der Informationen hinsichtlich der ersten Strommessung des ersten DC-Verbinders 112 und der zweiten Strommessung des zweiten DC-Verbinders 114 zu steuern.
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Wie ebenfalls in 2 dargestellt ist, ist die Schnittstelle 118 über das Kommunikationsmedium 220 vorzugsweise sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten DC-Verbinder 112, 114 elektrisch verbunden. Das Kommunikationsmedium 220 ist vorzugsweise zumindest teilweise in dem Gehäuse 200 untergebracht. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Kommunikationsmedium 220 zu der zweiten Seite 202 der ersten Wand 203 des Gehäuses 200 benachbart (d.h. gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Unterseite der oberen Wand des Gehäuses 200).
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kommunikationsmedium 220 eine Platine, wie z.B. die Platine 303, die in 3 dargestellt und nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kommunikationsmedium 220 mit dem ersten und zweiten DC-Verbinder 112, 114 durch einen Satz von federvorgespannten Bügeln gekoppelt, wie z.B. den Bügeln 300, die in 3 dargestellt und nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben sind.
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Das Kommunikationsmedium 220 ist mit der Schnittstelle 118 über verschiedene elektrische Schaltungen einer derartigen Platine, welche das Kommunikationsmedium 220 umfasst, vorzugsweise elektrisch gekoppelt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform empfängt das Kommunikationsmedium 220 insbesondere erste und zweite Strommessungen von dem ersten bzw. zweiten DC-Verbinder 112, 114 und liefert Signale, die Informationen tragen, die zumindest teilweise auf diesen ersten und zweiten elektrischen Strommessungen basieren, an die Schnittstelle 118. Ebenso verwendet bei einer bevorzugten Ausführungsform die Schnittstelle 118 diese Informationen zum Steuern des Wechselrichters 116 und der Wechselrichteranordnung 106.
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Wie voranstehend erwähnt, teilt sich bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gesamte Wechselrichteranordnung 106 vorzugsweise das gleiche Gehäuse 200. Gewisse weitere Komponenten der Wechselrichteranordnung 106 sind in 2 nicht dargestellt, sind aber in 3 und 4 dargestellt, bei welchen die Wechselrichteranordnung 106 so dargestellt ist, dass zu Veranschaulichungszwecken weitere Abschnitte des Gehäuses 200 entfernt sind, und sind nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung 106 von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der einen Abschnitt der Schnittstellenanordnung 111 von 1 und 2 umfasst, der mit entferntem Gehäuse 200 gezeigt ist. In 3 sind die Abschnitte der Wechselrichteranordnung 106 und der Schnittstellenanordnung 111 ohne das Gehäuse 200 dargestellt, um eine Veranschaulichung verschiedener Komponenten in dem Gehäuse 200 zu erleichtern.
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Wie in 3 gezeigt ist, koppeln die Bügel 300 den ersten und zweiten DC-Verbinder 112, 114 mit dem Kommunikationsmedium 220, welches in 3 als die voranstehend erwähnte Platine 303 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt ist. Insbesondere umfassen die Bügel 300 eine Bügelanordnung 301, wie in 3 angedeutet ist.
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Jeder der Bügel 300 koppelt jeweils eine der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und/oder der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 mit der Platine 303 oder einem anderen Kommunikationsmedium 220. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder der Bügel 300 gegen die jeweilige der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 oder der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 federvorgespannt.
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Insbesondere ist bei einer bevorzugten Ausführungsform jeder der Bügel 300 mit der jeweiligen ersten positiven Batteriesammelschiene 206, ersten negativen Batteriesammelschiene 208, zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 oder zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 über Endstücke 302 eingerastet oder gegen diese gedrückt, welche mit der jeweiligen ersten positiven Batteriesammelschiene 206, ersten negativen Batteriesammelschiene 208, zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 oder zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 einrasten oder gegen diese drücken. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst jeder der Bügel 300 zwei Endstücke 302, eines an jeder Seite einer jeweiligen der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 oder der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214. Insbesondere drückt jedes Endstück 302 eines speziellen Bügels 300 gegen eine andere Seite der jeweiligen Sammelschiene, wie z.B. in 5 dargestellt und nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben ist. Darüber hinaus umfasst jedes derartige Endstück 302 einen gekrümmten Streifen, der eine federvorgespannte Reaktion gegen die jeweilige Sammelschiene bereitstellt, wie auch in 5 dargestellt und nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Bügel 300 auch mit der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 über die voranstehend erwähnten Endstücke 302 elektrisch gekoppelt. Insbesondere bilden bei einer bevorzugten Ausführungsform die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 eine elektrische Verbindung mit den Bügeln 300, indem sie mit den Endstücken 302 (von denen jedes vorzugsweise einen gekrümmten Streifen umfasst, wie voranstehend beschrieben ist) in Eingriff stehen, wie z.B. in 6 gezeigt ist und nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben ist.
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Jeder der Bügel 300 ist vorzugsweise auch an der Platine 303 angebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform beispielsweise ist jeder der Bügel 300 über eine Schraubeinrichtung 305 in die Platine 303 geschraubt. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren. Bei gewissen anderen Ausführungsformen kann einer oder mehrere der Bügel 300 zum Beispiel gelötet, geklebt oder anderweitig gekoppelt mit und/oder an der Platine 303 oder einem anderen Kommunikationsmedium 220 angebracht sein.
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Die Bügel 300 und die Endstücke 302 sorgen für eine möglicherweise verbesserte Kopplung zwischen der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 und der Platine 303 oder einem anderen Kommunikationsmedium 220. Zum Beispiel stellen die federvorgespannten Bügel 300 und Endstücke 302 eine feste, sichere und stabile Kopplung zwischen der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 und der Platine 303 oder dem anderen Kommunikationsmedium 220 bereit, wobei sie eine elektrische Kopplung dazwischen ermöglichen. Dies wiederum sorgt für eine möglicherweise verbesserte Übertragung der ersten und zweiten elektrischen Strommessung zwischen der positiven und negativen Sammelschiene 206, 208 der ersten Batterie bzw. der positiven und negativen Sammelschiene 212, 214 der zweiten Batterie und der Platine 303 oder dem anderen Kommunikationsmedium 220, wobei die Wahrscheinlichkeit eines Schlupfs oder anderer Probleme verringert wird, die andernfalls den Betrieb der Schnittstellenanordnung 111 und/oder der Wechselrichteranordnung 106 ungünstig beeinflussen könnten. Die Ausgestaltung der Schnittstellenanordnung mit den federvorgespannten Bügeln 300 und Endstücken 302 stellt dadurch möglicherweise eine verbesserte Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Schnittstellenanordnung 111 und der Wechselrichteranordnung 106 bereit.
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Auch umfassen bei einer bevorzugten Ausführungsform die Wechselrichteranordnung 106 und die Schnittstellenanordnung 111 ebenfalls Isolatoren 306, wie beispielsweise in 3 gezeigt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umgeben die Isolatoren 306 einen Abschnitt der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 zumindest teilweise, um einen ungewollten Kontakt zwischen der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 zu minimieren oder vorzugsweise zu verhindern. Es ist festzustellen, dass bei verschiedenen Ausführungsformen zahlreiche unterschiedliche Typen und/oder Anzahlen von Isolatoren verwendet werden können.
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Zudem ist in 3 eine beispielhafte Gleichtaktdrossel 304 dargestellt. Die Gleichtaktdrossel 304 ist mit der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 elektrisch gekoppelt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform überträgt die Gleichtaktdrossel 304 elektrischen Strom an die, von der und zwischen der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 und stellt auch eine EMI-Filterung bereit. Zum Beispiel stellt die Gleichtaktdrossel 304 bei einer bevorzugten Ausführungsform eine EMI-Filterung in Verbindung mit Filterkondensatoren bereit, wie den X-Cap und Y-Cap Filterkondensatoren 404, 406, die in 4 dargestellt und nachstehend in Verbindung damit weiter beschrieben sind. Zudem erstreckt sich die Gleichtaktdrossel 304 bei einer Ausführungsform durch die Isolatoren 306 hindurch, um Strom von der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 zu empfangen. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren.
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung 106 von 1, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Abschnitt der Schnittstellenanordnung 111 von 2 und 3 umfasst. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die Wechselrichteranordnung 106 von 1 vorzugsweise auch mehrere X-Kondensatoren 404 und Y-Kondensatoren 406. Wie in der Technik allgemein bekannt ist, sind die Y-Kondensatoren 406 mit Masse verbunden, während die X-Kondensatoren 404 nicht mit Masse verbunden sind.
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Die X-Kondensatoren 404 und Y-Kondensatoren 406 sind vorzugsweise jeweils zumindest teilweise in dem Gehäuse 200 angeordnet, und sind jeweils mit der Platine 303 oder dem anderen Kommunikationsmedium 220 gekoppelt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die X-Kondensatoren 404 und die Y-Kondensatoren 406 an die Platine 303 oder das andere Kommunikationsmedium 220 angelötet. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren. Zudem ist festzustellen, obwohl in 4 zwei beispielhafte X-Kondensatoren 404 und zwei Y-Kondensatoren dargestellt sind, dass die Wechselrichteranordnung 106 eine andere Anzahl an X-Kondensatoren 404 und Y-Kondensatoren 406 umfassen kann.
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Die X-Kondensatoren und Y-Kondensatoren bilden zusammen eine EMI-Filterschnittstelle, die mit der Platine 303 oder dem anderen Kommunikationsmedium 220 gekoppelt ist. Diese EMI-Filterschnittstelle sorgt vorzugsweise für eine EMI-Filterung in Verbindung mit der voranstehend erwähnten Gleichtaktdrossel 304 von 3, welche vorzugsweise in einem Gleichttaktdrosselgehäuse 402 angeordnet ist, das auf ähnliche Weise zumindest teilweise in dem Gehäuse 200 untergebracht ist, wie in 4 gezeigt ist. Dies kann jedoch bei anderen Ausführungsformen auch variieren.
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5 ist eine weitere perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung 106 in 1, welche gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen in einer Ansicht von unten gezeigten Abschnitt der Schnittstellenanordnung 111 von 2 - 4 umfasst. Wie in 5 gezeigt und voranstehend erörtert ist, umfasst jeder Bügel 300 bei einer bevorzugten Ausführungsform zwei Endstücke 302, die vorzugsweise gekrümmte Streifen umfassen, von denen einer auf jeder Seite jeder entsprechenden der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 oder der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 angeordnet ist. Zusammen drücken die Endstücke 302 gegen gegenüberliegende Seiten jeder der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214, wobei sie eine elektrische Verbindung mit und eine federvorgespannte Reaktion gegen jede der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 bereitstellen.
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6 ist eine weitere perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Wechselrichteranordnung 106 von 1, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen in einer Draufsicht gezeigten Abschnitt der Schnittstellenanordnung 111 von 2 - 5 umfasst. Wie in 6 gezeigt und voranstehend erörtert ist, sind die Bügel 300 mit der ersten positiven Batteriesammelschiene 206, der ersten negativen Batteriesammelschiene 208, der zweiten positiven Batteriesammelschiene 212 und der zweiten negativen Batteriesammelschiene 214 über die voranstehend erwähnten Endstücke 302 elektrisch gekoppelt. Insbesondere stellen die erste positive Batteriesammelschiene 206, die erste negative Batteriesammelschiene 208, die zweite positive Batteriesammelschiene 212 und die zweite negative Batteriesammelschiene 214 bei einer bevorzugten Ausführungsform eine elektrische Verbindung mit den Bügeln 300 her, indem sie mit den Endstücken 302 in Eingriff stehen (von denen jedes, wie voranstehend beschrieben ist, vorzugsweise einen gekrümmten Streifen umfasst), wie z.B. in 6 gezeigt ist.
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Dementsprechend werden verbesserte Schnittstellenanordnungen zur Verwendung mit Wechselrichtern von Fahrzeugen bereitgestellt. Die verbesserten Schnittstellenanordnungen sorgen für eine möglicherweise verbesserte Kopplung zwischen deren Komponenten. Insbesondere sorgen die verbesserten Schnittstellenanordnungen mit den federvorgespannten Bügeln und Endstücken für eine möglicherweise verbesserte elektrische Kopplung zwischen Gleichstromverbindern, Kommunikationsmedien und Schnittstellen der Schnittstellenanordnungen. Wie voranstehend erwähnt ist, sorgen zum Beispiel die federvorgespannten Bügel und die Endstücke möglicherweise für eine feste, sichere und stabile Kopplung zwischen den verschiedenen Sammelschienen und der Platine oder dem anderen Kommunikationsmedium, wobei sie eine elektrische Kopplung dazwischen ermöglichen. Dies wiederum sorgt für eine potentiell verbesserte Übertragung der ersten und zweiten elektrischen Strommessung zwischen den Sammelschienen und der Platine oder dem anderen Kommunikationsmedium, wobei die Wahrscheinlichkeit von Schlupf oder anderen Problemen verringert wird, die andernfalls den Betrieb der Schnittstellenanordnung und/oder der Wechselrichteranordnung ungünstig beeinflussen könnten. Dies sorgt für eine potentiell verbesserte Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Schnittstellenanordnungen und der damit verbundenen Wechselrichteranordnungen.