DE102009049760A1 - Expander for motor vehicle for attaching high volt power electronic unit directly at high volt energy source, has plate-shaped base and connection unit, which is fastened at base - Google Patents

Expander for motor vehicle for attaching high volt power electronic unit directly at high volt energy source, has plate-shaped base and connection unit, which is fastened at base Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors

Abstract

The expander (2) has a plate-shaped base (3), a connection unit (5), which is fastened at the base, for connection to high volt energy source with a high volt power electronic unit (1) and another connection unit a fastened at the base, for the connection of the drive with the high volt power electronic unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Adapterplatte für ein Kraftfahrzeug zum Anschließen einer Hochvolt-Leistungselektronik unmittelbar an eine Hochvolt-Energiequelle und einen Antrieb.The present invention relates to an adapter plate for a motor vehicle for connecting a high-voltage power electronics directly to a high-voltage power source and a drive.

In einem Elektro- oder Hybridfahrzeug erfolgt die Stromversorgung in der Regel mit Hilfe einer Hochvolt-Batterie bzw. Hochvolt-Energiequelle. Die damit bereitgestellte Hochspannung (z. B. 150 V oder mehr) wird meist von einer Leistungselektronik in ein 3-Phasen-Spannungssystem für einen entsprechenden 3-Phasen-Elektromotor gewandelt. Es sind also an der Leistungselektronik entsprechende Anschlüsse für die Hochvolt-Batterie und den 3-Phasen-Motor vorzusehen.In an electric or hybrid vehicle, the power is usually using a high-voltage battery or high-voltage power source. The high voltage provided (eg 150 V or more) is usually converted by power electronics into a 3-phase voltage system for a corresponding 3-phase electric motor. So it is on the power electronics appropriate connections for the high-voltage battery and the 3-phase motor provided.

Gegebenenfalls sind auch Nebenaggregate, wie beispielsweise ein elektrischer Klimakompressor an die Hochvolt-Batterie anzuschließen. Üblicherweise werden derartige Nebenaggregate nur über geeignete Sicherungen an die Hochvolt-Batterie angeschlossen, um sie vor zu hohen Strömen zu schützen. Damit sind an die Hochvolt-Batterie bereits mehrere Komponenten anzuschließen, so dass entsprechend viele Anschlussleitungen vorzusehen sind.If necessary, ancillaries such as an electric air conditioning compressor to connect to the high-voltage battery. Usually such ancillaries are connected only via suitable fuses to the high-voltage battery to protect them from excessive currents. This means that several components must already be connected to the high-voltage battery, so that a corresponding number of connecting cables are to be provided.

Eine weitere Problematik besteht darin, dass bei unterschiedlichen Antriebsmotoren bzw. Baureihen jeweils verschiedene Aggregate oder Aggregattypen versorgt werden müssen. Somit ist eine entsprechende Vielzahl an Anschlussvarianten bereitzuhalten.Another problem is that in different drive motors or series each different units or types of units must be supplied. Thus, a corresponding variety of connection variants is available.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Anschluss von Aggregaten an eine Hochvolt-Leistungselektronik und eine Hochvolt-Energiequelle zu vereinfachen.The object of the present invention is to simplify the connection of aggregates to a high-voltage power electronics and a high-voltage power source.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Adapterplatte nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by an adapter plate according to claim 1. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird demnach bereitgestellt eine Adapterplatte für ein Kraftfahrzeug zum Anschließen einer Hochvolt-Leistungselektronik unmittelbar an eine Hochvolt-Energiequelle und einen Antrieb, umfassend

  • – einen plattenförmigen Grundkörper,
  • – eine erste Anschlusseinrichtung, die an dem Grundkörper befestigt ist, zur Verbindung der Hochvolt-Energiequelle mit der Hochvolt-Leistungselektronik, und
  • – eine zweite Anschlusseinrichtung, die an dem Grundkörper befestigt ist, zur Verbindung des Antriebs mit der Hochvolt-Leistungselektronik.
According to the invention, therefore, an adapter plate for a motor vehicle for connecting a high-voltage power electronics directly to a high-voltage power source and a drive is provided
  • A plate-shaped basic body,
  • - A first connection device which is fixed to the base body, for connecting the high-voltage power source with the high-voltage power electronics, and
  • - A second connection device which is fixed to the base body, for connecting the drive with the high-voltage power electronics.

In vorteilhafter Weise ist es durch die erfindungsgemäße Adapterplatte möglich, die Anschlussleitungen für die Hochvolt-Energiequelle und den Antrieb unabhängig von der Hochvolt-Leistungselektronik zu gestalten, so dass sie für unterschiedliche Baureihen eingesetzt werden können. Es kann also die gleiche Hochvolt-Leistungselektronik verbaut werden und nur die Adapterplatte ist an die Bauraumverhältnisse anzupassen. Die Variantenvielfalt kann hierdurch reduziert werden.Advantageously, it is possible by the adapter plate according to the invention to make the connection cables for the high-voltage power source and the drive regardless of the high-voltage power electronics, so that they can be used for different series. So it can be installed the same high-voltage power electronics and only the adapter plate is adapted to the space requirements. The variety of variants can be reduced thereby.

Vorzugsweise ist mindestens eine dritte Anschlusseinrichtung an dem Grundkörper der Adapterplatte befestigt, um die Hochvolt-Energiequelle an ein Hochvolt-Aggregat anschließen zu können. Dabei kann es auch günstig sein, wenn die dritte Anschlusseinrichtung eine Sicherung aufweist, um das Hochvolt-Aggregat gegen zu hohen Strom aus der Hochvolt-Energiequelle zu schützen.Preferably, at least one third connection device is fastened to the main body of the adapter plate in order to be able to connect the high-voltage energy source to a high-voltage unit. It may also be advantageous if the third connection device has a fuse to protect the high-voltage unit against excessive current from the high-voltage power source.

Bei einer Weiterbildung weist die zweite Anschlusseinrichtung drei Phasen auf. Darüber hinaus kann ein Gehäusedeckel zusammen mit dem Grundkörper ein Gehäuse zum Schutz einer der oder beider Anschlusseinrichtungen bilden. Außerdem kann das Gehäuse wasserdicht sein und/oder eine Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung aufweisen. Ferner kann an die zweite Anschlusseinrichtung ein 3-Phasen-Modul mit eigenem Gehäuse lösbar angeschlossen sein, so dass der Antrieb unmittelbar an das 3-Phasen-Modul angeschlossen werden kann.In a development, the second connection device has three phases. In addition, a housing cover together with the main body can form a housing for protecting one or both of the connection devices. In addition, the housing may be waterproof and / or have a shield against electromagnetic radiation. Furthermore, a 3-phase module with its own housing can be releasably connected to the second connection device, so that the drive can be connected directly to the 3-phase module.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine perspektivische Ansicht einer Leistungselektronik mit Adapterplatte; 1 a perspective view of a power electronics with adapter plate;

2 die Leistungselektronik mit Adapterplatte von 1 aus einem anderen Blickwinkel; 2 the power electronics with adapter plate of 1 from a different angle;

3 eine Draufsicht auf eine geöffnete Adapterplatte und 3 a plan view of an open adapter plate and

4 eine Adapterplatte mit 3-Phasen-Modul. 4 an adapter plate with 3-phase module.

Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.

In 1 ist schematisch eine Leistungselektronik 1 dargestellt, die beispielsweise zur Wandlung einer 2-Phasen-Hochspannung (DC) einer Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs in eine 3-Phasen-Spannung (AC) für den Elektromotor des Kraftfahrzeugs dient. Daher ist die Leistungselektronik 1 zumindest an die Hochvolt-Batterie und den dreiphasigen Antrieb anzuschließen. Um die Anschlüsse bzw. Anschlussleitungen unabhängig von dem Leistungselektroniktyp gestalten zu können, ist eine Adapterplatte 2 an die Leistungselektronik 1 angeschlossen. Die Anschlussplatte 2 weist einen plattenförmigen Grundkörper 3 auf. Ferner besitzt sie einen Gehäusedeckel 4, der mit dem Grundkörper 3 ein Gehäuse bildet. In dem Gehäuse befinden sich elektrische Leiter und gegebenenfalls weitere Elektronikkomponenten. Die Adapterplatte 2 besitzt hier eine erste Anschlusseinrichtung 5 mit zwei Anschlusspolen. Die zwei Pole dienen zum Anschließen an eine nicht dargestellte Hochvolt-Batterie bzw. -Energiequelle. Im Inneren des Gehäuses 3, 4 der Adapterplatte 2 laufen Leiter, insbesondere Kupfer-Flachleiter, um die Hochspannung in die Leistungselektronik 1 zu führen (vgl. 3). Die Pole der ersten Anschlusseinrichtung 5 ragen hier senkrecht aus dem plattenförmigen Grundkörper 3 und sind somit an der gleichen Seite des Grundkörpers 3 angeordnet wie die Leistungselektronik 1.In 1 is schematically a power electronics 1 represented, for example, for the conversion of a 2-phase high voltage (DC) of a high-voltage battery of a motor vehicle in a 3-phase voltage (AC) for the electric motor of the motor vehicle. Therefore, the power electronics 1 at least to the high-voltage battery and the three-phase drive to connect. In order to be able to design the connections independently of the power electronics type, an adapter plate is used 2 to the power electronics 1 connected. The connection plate 2 has a plate-shaped body 3 on. Furthermore, it has a housing cover 4 that with the main body 3 forms a housing. In the housing are electrical conductors and optionally other electronic components. The adapter plate 2 here has a first connection device 5 with two connection poles. The two poles are used for connection to a high-voltage battery or energy source, not shown. Inside the case 3 . 4 the adapter plate 2 Run ladder, especially copper flat conductor to the high voltage in the power electronics 1 to lead (cf. 3 ). The poles of the first connection device 5 protrude vertically from the plate-shaped body 3 and are thus on the same side of the body 3 arranged like the power electronics 1 ,

Aus dem Gehäusedeckel 4 der Adapterplatte 2 ragen drei Pole einer zweiten Anschlusseinrichtung 6, die den Ausgang der Leistungselektronik 1 durch die Adapterplatte 2 nach außen schleift. Die drei Pole dienen für die 3-Phasen-Spannung für den Elektromotor des Kraftfahrzeugs.From the housing cover 4 the adapter plate 2 protrude three poles of a second connection device 6 that the output of the power electronics 1 through the adapter plate 2 grinds outward. The three poles are used for the 3-phase voltage for the electric motor of the motor vehicle.

Während 1 die Leistungselektronik 1 mit Adapterplatte 2 von der Adapterplattenseite zeigt, zeigt 2 die beiden Komponenten von der Leistungselektronikseite. An der Adapterplatte 2 ist zwar die erste Anschlusseinrichtung 5 mit ihren zwei Polen zu erkennen, die zweite Anschlusseinrichtung 6 ist jedoch verdeckt. In 2 ist zusätzlich eine dritte Anschlusseinrichtung 7 der Adapterplatte 2 zu erkennen, die hier ebenfalls zwei Pole besitzt. Die Pole ragen hier wie bei der Anschlusseinrichtung 5 aus dem plattenförmigen Grundkörper 3 auf die Seite der Leistungselektronik 1. Sie dienen zum Anschluss an ein Hochvolt-Nebenaggregat, z. B. einem elektrischen Klimakompressor. Zu diesem Zweck ist die erste Anschlusseinrichtung 5 mit der dritten Anschlusseinrichtung 7 in der Adapterplatte 2 verbunden, so dass die Hochspannung von der ersten Anschlusseinrichtung 5 lediglich zur dritten Anschlusseinrichtung 7 durchgeschleift wird (vgl. 3).While 1 the power electronics 1 with adapter plate 2 from the adapter plate side shows 2 the two components of the power electronics side. On the adapter plate 2 Although the first connection device 5 to recognize with their two poles, the second connection device 6 is hidden. In 2 is additionally a third connection device 7 the adapter plate 2 to recognize, which also has two poles here. The poles protrude here as in the connection device 5 from the plate-shaped base body 3 on the side of the power electronics 1 , They are used for connection to a high-voltage auxiliary unit, z. B. an electric air conditioning compressor. For this purpose, the first connection device 5 with the third connection device 7 in the adapter plate 2 connected so that the high voltage from the first terminal device 5 only to the third connection device 7 is looped through (cf. 3 ).

Vorteilhaft können mehrere Anschlusseinrichtungen 7 für mehrere Hochvolt-Nebenaggregate vorgesehen werden, wobei jeweils eine Sicherung vorgehalten wird.Advantageously, several connection devices 7 be provided for several high-voltage ancillaries, each with a backup is provided.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Adapterplatte 2. Sie ist hier ohne Gehäusedeckel dargestellt, so dass die elektrischen Leiter in ihrem Inneren erkennbar sind. Auf die Grundplatte 3 ist hier eine Minus-Stromschiene 8 und eine Plus-Stromschiene 9 der ersten Anschlusseinrichtung 5 befestigt. Diese beiden Stromschienen 8 und 9 leiten den Strom von der Hochvolt-Batterie in die Leistungselektronik 1. Außerdem sind sie hier auch Teil der dritten Anschlusseinrichtung 7, um die Hochspannung an ein Nebenaggregat abzuzweigen. Im vorliegenden Beispiel ist die dritte Anschlusseinrichtung 7 in Koaxialausführung dargestellt. In die Minus-Leitung 8 ist hier eine Sicherung 10 eingefügt, um das anzuschließende Nebenaggregat vor zu hohen Strömen zu schützen. Die Sicherung ist damit auch in dem Gehäuse der Adapterplatte 2 untergebracht. 3 shows a plan view of another embodiment of an adapter plate 2 , It is shown here without housing cover, so that the electrical conductors are recognizable in their interior. On the base plate 3 here is a minus busbar 8th and a plus power rail 9 the first connection device 5 attached. These two busbars 8th and 9 conduct the power from the high-voltage battery into the power electronics 1 , In addition, they are also part of the third connection device here 7 to divert the high voltage to an accessory. In the present example, the third connection device 7 shown in coaxial design. Into the minus line 8th here is a backup 10 inserted to protect the accessory to be connected from excessive currents. The fuse is thus also in the housing of the adapter plate 2 accommodated.

Die Adapterplatte 2 weist außerdem die zweite Anschlusseinrichtung 6 auf, die hier eine U-Stromschiene 11, eine W-Stromschiene 12 und eine V-Stromschiene 13 besitzt. Die drei Stromschienen 11, 12, 13 sind hier von einem U-V-W-Stromschienengehäuse 14 umgeben.The adapter plate 2 also has the second connection device 6 on, here's a subway track 11 , a W power rail 12 and a V-busbar 13 has. The three busbars 11 . 12 . 13 are here from a UVW busbar housing 14 surround.

4 zeigt die Adapterplatte 2 von 3 mit aufgesetztem Gehäusedeckel 4 in perspektivischer Ansicht. 4 shows the adapter plate 2 from 3 with attached housing cover 4 in perspective view.

Der Gehäusedeckel 4 weist eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Strahlung auf und ist so ausgebildet, dass er zusammen mit dem plattenförmigen Grundköper 3 ein wasserdichtes Gehäuse bildet.The housing cover 4 has a shield against electromagnetic radiation and is formed so that it together with the plate-shaped base body 3 forms a watertight housing.

Außerdem ist auf die zweite Anschlusseinrichtung 6 hier ein 3-Phasen-Modul 15 aufgesetzt. Dieses Modul 15 hat separate Adapterfunktion, mit dem sich die Anschlussgeometrie leicht an eine andere Fahrzeugbaureihe anpassen lässt, ohne die gesamte Adapterplatte 2 ändern zu müssen.It is also on the second connection device 6 here a 3-phase module 15 placed. This module 15 has a separate adapter function, which allows the connection geometry to be easily adapted to a different vehicle series, without the entire adapter plate 2 to have to change.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit eine variable Hochvolt-Adapterplatte 2 bereitgestellt, die bei verschiedenen Motorisierungen bzw. Baureihen und für verschiedene Hochvolt-Nebenaggregate verwendet werden kann. Die Adapterplatte 2 besitzt im allgemeinen einen plattenförmigen Grundköper 3, der in seiner Kontur beliebig geformt sein kann. Für die Übertragung der Hochspannung in die Leistungselektronik 1 können wie im obigen Beispiel Batterie-Stromschienen oder aber auch Kabel vorgesehen sein. Eine weitere Variante des oben angeführten Beispiels besteht darin, dass nicht nur eine dritte, sondern gegebenenfalls auch eine vierte, fünfte usw. Anschlusseinrichtung in bzw. an der Adapterplatte 2 vorgesehen ist. Dementsprechend können auch mehrere Sicherungen 10 in der Adapterplatte 2 angeordnet sein. Die Stromschienen bzw. Kabel der einzelnen Anschlusseinrichtungen 5, 6, 7 sind auch hier entweder einteilig oder mehrteilig auszuführen.According to the present invention is thus a variable high-voltage adapter plate 2 which can be used in various engines or series and for various high-voltage ancillaries. The adapter plate 2 generally has a plate-shaped basic body 3 which can be arbitrarily shaped in its contour. For the transmission of high voltage in the power electronics 1 can be provided as in the above example battery busbars or cables. Another variant of the above example is that not only a third, but possibly also a fourth, fifth, etc. connection device in or on the adapter plate 2 is provided. Accordingly, also several fuses 10 in the adapter plate 2 be arranged. The busbars or cables of the individual connection devices 5 . 6 . 7 are also here either one-piece or multi-part execute.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Leistungselektronikpower electronics
22
Adapterplatteadapter plate
33
Grundköperbase body
44
Gehäusedeckelhousing cover
55
erste Anschlusseinrichtungfirst connection device
66
zweite Anschlusseinrichtungsecond connection device
77
dritte Anschlusseinrichtungthird connection device
88th
Minus-StromschieneMinus busbar
99
Plus-StromschienePlus busbar
1010
Sicherungfuse
1111
U-StromschieneU busbar
1212
W-StromschieneW busbar
1313
V-StromschieneV power rail
1414
U-V-W-StromschienengehäuseU-V-W busbar housing
1515
Modulmodule

Claims (8)

Adapterplatte (2) für ein Kraftfahrzeug zum Anschließen einer Hochvolt-Leistungselektronik (1) unmittelbar an eine Hochvolt-Energiequelle und einen Antrieb, gekennzeichnet durch – einen plattenförmigen Grundkörper (3), – eine erste Anschlusseinrichtung (5), die an dem Grundkörper (3) befestigt ist, zur Verbindung der Hochvolt-Energiequelle mit der Hochvolt-Leistungselektronik (1), und – eine zweite Anschlusseinrichtung (6), die an dem Grundkörper (3) befestigt ist, zur Verbindung des Antriebs mit der Hochvolt-Leistungselektronik (1).Adapter plate ( 2 ) for a motor vehicle for connecting a high-voltage power electronics ( 1 ) directly to a high-voltage power source and a drive, characterized by - a plate-shaped base body ( 3 ), - a first connection device ( 5 ) attached to the body ( 3 ), for connecting the high-voltage power source with the high-voltage power electronics ( 1 ), and - a second connection device ( 6 ) attached to the body ( 3 ) to connect the drive to the high-voltage power electronics ( 1 ). Adapterplatte (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Anschlusseinrichtung (7) an dem Grundkörper (3) befestigt ist, um die Hochvolt-Energiequelle an ein Hochvolt-Aggregat anschließen zu können.Adapter plate ( 2 ) according to claim 1, characterized in that a third connection device ( 7 ) on the base body ( 3 ) is attached to connect the high-voltage power source to a high-voltage unit. Adapterplatte (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Anschlusseinrichtung (7) eine Sicherung (10) aufweist, um das Hochvolt-Aggregat gegen zu hohen Strom aus der Hochvolt-Energiequelle zu schützen.Adapter plate ( 2 ) according to claim 2, characterized in that the third connection device ( 7 ) a fuse ( 10 ) in order to protect the high-voltage unit against excessive current from the high-voltage power source. Adapterplatte (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anschlusseinrichtung (6) drei Phasen aufweist.Adapter plate ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second connection device ( 6 ) has three phases. Adapterplatte (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäusedeckel (4) zusammen mit dem Grundkörper (3) ein Gehäuse zum Schutz einer der oder beider Anschlusseinrichtungen (5, 6, 7) bildet.Adapter plate ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a housing cover ( 4 ) together with the main body ( 3 ) a housing for protecting one or both of the connection devices ( 5 . 6 . 7 ). Adapterplatte (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wasserdicht ist.Adapter plate ( 2 ) according to claim 5, characterized in that the housing is waterproof. Adapterplatte (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung aufweist.Adapter plate ( 2 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the housing has a shield against electromagnetic radiation. Adapterplatte (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die zweite Anschlusseinrichtung (6) ein 3-Phasen-Modul (15) mit eigenem Gehäuse lösbar angeschlossen ist, und der Antrieb unmittelbar an das 3-Phasen-Modul (15) anschließbar ist.Adapter plate ( 2 ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the second connection device ( 6 ) a 3-phase module ( 15 ) is releasably connected with its own housing, and the drive directly to the 3-phase module ( 15 ) is connectable.
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