DE102012200442A1

DE102012200442A1 - Elektonikeinheit mit Stromabtastung

Info

Publication number: DE102012200442A1
Application number: DE102012200442A
Authority: DE
Inventors: Yann Darroman; Josep Maria Roset Rubio; Miguel Angel Aceña
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2032-01-14
Also published as: CN102611150A; DE102012200442B4; US20120181976A1; CN102611150B; US8878483B2

Abstract

Eine Elektronikeinheit, verwendbar das Laden oder andere Energiebearbeitungsaktivitäten einer Fahrzeugbatterie zu ermöglichen oder zu vereinfachen. Die Elektronikeinheit kann einen Stromsensor beinhalten, der verwendet werden kann, um einen Ausgangsstrom zu bestimmen. Die Ausgangsstrombestimmung kann als Rückkopplung oder Eingangssignale für andere Elektroniken benutzt werden, um etwa Vorgänge, die mit dem Batterieladen in Beziehung stehen, oder andere Vorgänge, die zur Benutzung der Elektronikeinheit gehören, zu ermöglichen oder zu erleichtern.

Description

Technisches Feld
Die Erfindung betrifft Elektronikeinheiten, die Fähigkeiten zur Abtastung von Strom haben, wie etwa, aber nicht eingeschränkt auf, Elektronikeinheiten, die in einem Fahrzeug benutzt werden können.
Hintergrund
Eine Elektronikeinheit kann so ausgestaltet sein, dass sie elektrische Energie filtert, gleichrichtet, wechselrichtet oder auf andere Weise verändert. Die Komponenten, die die Elektronikeinheit umfassen, können entsprechend der Veränderung, die die Elektronikeinheit bietet, und den zugehörigen Leistungsanforderungen ausgewählt werden. Größere Leistungsanforderungen werden aufgrund von erhöhten Stromanforderungen typischerweise von Elektronikeinheiten verlangt, die benutzt werden, um elektrische Energie auf höheren Spannungsniveaus zu verändern. Dies kann problematisch sein, zum Beispiel in gänzlich oder teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugen, wie etwa, aber nicht begrenzt auf, elektrischen Fahrzeugen (electric vehicle; EV) und hybridelektrischen Fahrzeugen (hybrid electric vehicle; HEVs), bei denen eine Hochspannungsquelle benutzt werden kann, um einen Motor elektrisch anzutreiben, der benutzt wird, um das Fahrzeug anzutreiben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung ist sorgfältig in den angehängten Ansprüchen dargestellt. Nichtsdestotrotz werden andere Merkmale der vorliegenden Erfindung noch offensichtlicher und die Erfindung wird am besten verstanden, wenn auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:
1 ein System zum Laden einer Fahrzeugbatterie gemäß eines nicht einschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 eine Elektronikeinheit gemäß eines nicht einschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung darstellt;
3a–3d und 4 Teilanordnungsansichten der Elektronikeinheit darstellen;
5a–5b einen Stromsensor, wie er von einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung angedacht ist, darstellen;
6 eine Elektronikeinheit, wie sie von einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung angedacht ist, darstellt; und
7a–7b eine Teilanordnungsansicht der Elektronikeinheit darstellen.
Detaillierte Beschreibung
1 stellt ein System 10 zum Laden einer Fahrzeugbatterie 12 mit Energie, die von einem elektrischen Netz 14 zur Verfügung gestellt wird, gemäß eines nicht einschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung dar. Das elektrische Netz 14 kann eine stationäre oder andere Nichtfahrzeugstromquelle sein, die verwendet werden kann, um der Elektronikeinheit 16 Wechselstrom zur Verfügung zu stellen, damit dieser gleichgerichtet und zum Laden der Fahrzeugbatterie 12 mit Gleichstrom benutzt wird. Ein Kabel (nicht gezeigt) kann benutzt werden, um das elektrische Netz 14 mit der Elektronikeinheit 16 elektrisch zu verbinden, für den Fall, dass sich die Elektronikeinheit 16 innerhalb des Fahrzeugs befindet, und/oder das Kabel kann stattdessen benutzt werden, um die Elektronikeinheit 16 mit der Fahrzeugbatterie 12 oder einer Anschlussdose im Inneren des Fahrzeuges zu verbinden, für den Fall, dass sich die Elektronikeinheit 16 nicht innerhalb des Fahrzeuges befindet, etwa für den Fall, dass die Elektronikeinheit 16 Teil einer Ladestation ist.
Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich mit Bezug auf eine Elektronikeinheit 16 beschrieben, die in dem Fahrzeug enthalten ist und die verwendbar ist, um Dreiphasenwechselstrom zur Benutzung beim Gleichstromladen gleichzurichten, wechselzurichten oder auf andere Weise zu verarbeiten. Die Elektronikeinheit 16 kann als Modul oder als andere Komponente eines größeren Batterieladegerätes (nicht gezeigt) oder eines Batterieladesystems (nicht gezeigt) enthalten sein. Dies wird zu Beispielszwecken und ohne Absicht, den Umfang und die Auslegung der vorliegenden Erfindung zu begrenzen, getan, da die vorliegende Erfindung gänzlich die Verwendung von Einphasenwechselstromenergie und das Laden der Batterie mit Wechselstrom- oder Gleichstromenergie in Erwägung zieht. Die vorliegende Erfindung zieht auch die Möglichkeit in Erwägung, dass die Energiequelle ein Gerät im Inneren des Fahrzeuges ist, etwa eine Lichtmaschine oder ein Generator, um die Verwendung der Elektronikeinheit in Abwesenheit eines elektrischen Netzes zu ermöglichen.
2 stellt eine Elektronikeinheit 16' dar, wie sie von einem nicht einschränkenden Aspekt der vorlegenden Erfindung angedacht ist, um Dreiphasenwechselstrom, der mittels erster, zweiter und dritter Eingangsschienen 20, 22, 24 (es können auch vier oder mehr enthalten sein, falls eine Erdungs- oder andere Verbindung am Eingang notwendig ist, und es können auch weniger enthalten sein) empfangen wird, zu einer Ausgangswechselspannung zu verarbeiten, die mittels erster und zweiter Ausgangsschienen 26, 28 zur Batterie 12 oder einer anderen Last im Fahrzeug übertragen wird. Die Elektronikeinheit 16' beinhaltet ein Gehäuse, das erste und zweite Teile 32, 34 umfassend gezeigt ist. Der erste Teil 32 definiert im Allgemeinen einen Grundriss und Seitenwände und der zweite Teil 34 definiert im Allgemeinen eine Kappe oder einen Deckel, die bzw. der über den ersten Teil 32 passt, um die Elektronik und andere Elemente darin einzuschließen. Es ist gezeigt, dass das Gehäuse 30 nahe eines Unterteils des ersten Teils 32 an einem Gleichrichter 36 angebracht ist. Die 3a–3b stellen eine Teilanordnungsansicht der Elektronikeinheit 16' und wie der untere Gehäuseteil 32 mittels mehrerer Gleitklemmen 38, 40, 42 an dem Gleichrichter 36 angebracht wird, dar.
Die Gleitklemme 40 sichert den unteren Gehäuseteil 32 lösbar an dem Gleichrichter 36, indem sie über eine Klemme 46 und einen Vorsprung oder eine Griffunge an dem Gehäuse 30 und eine Lippe 48 an dem Gleichrichter 36 (siehe 3b) passt. Sobald die Gleitklemme 40 relativ zu dem Gehäuse 30 und zu dem Gleichrichter 36 richtig positioniert ist, kann sie quer geschoben werden, was dazu führt, dass ein gewinkelter Querträger 52 einen blockierenden Sitz erzeugt, wenn sich die Gleitklemme 40 weiter nach rechts bewegt (siehe Bewegung von 3c zu 3d). Während der Bewegung nach rechts steht eine obere Öffnung 54 in der Gleitklemme 40 mit der Gehäuseklemme 46 in Eingriff, bis ein Hebel 56 der Gehäuseklemme mit einem Relief (nicht gezeigt) an der Unterseite der Gleitklemme 40 in Eingriff steht. Es ist gezeigt, dass die Gehäuseklemme 46 einen Stopper 58 beinhaltet, der durch die obere Öffnung 54 ragt, um eine weitere Bewegung der Gleitklemme 40 nach rechts zu verhindern. Eine untere Lippe 60 der Gleitklemme 40 steht mit der Inverterlippe 48 in Eingriff, um den Presssitz zu vervollständigen. Die Befestigung, die mit den Gleitklemmen 38, 40, 42 erbracht wird, kann mit den Befestigungsmitteln 62, 64, 66, 68 funktionieren, die verwendet werden, um die Elektronikeinheit 16' an eine Fahrzeugstruktur (nicht gezeigt), wie etwa, aber nicht begrenzt auf, eine Kühlplatte, zu montieren.
4 stellt eine Teilanordnungsansicht der Elektronikeinheit 16' dar. Der Gleichrichter 36 beinhaltet erste, zweite und dritte Eingangsterminals 76, 78, 80 und erste und zweite Ausgangsterminals 82, 84, die jeweils verwendet werden können, um eine elektrische Verbindung mit einer entsprechenden Schiene der Schienen 20, 22, 24, 26, 28 herzustellen. Der Gleichrichter 36 kann mehrere Schalter (nicht gezeigt), die zu einem Gleichrichterschaltkreis (nicht gezeigt) angeordnet sind, und einen Gleichrichtercontroller (nicht gezeigt) beinhalten, die verwendet werden können, um das Öffnen und Schließen der Schalter zu steuern, um die Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselrichtung und/oder andere Energie-/Leistungsmanagementfunktionen zu erreichen, die notwendig sind, um die eingebrachte Energie für die Ausgabe an die Batterie zu verarbeiten, wie sie von der vorliegenden Erfindung angedacht sind. Der Gleichrichter 36 kann mit dem Wechselrichter korrespondieren, auf den in der Anmeldung für eine Elektronikeinheit, beschrieben in der US-Patentanmeldung 12/786,607, die am 25. Mai 2010 eingereicht wurde und den Titel „Electronics Unit With Current Sensing” hat, Bezug genommen wird, wobei die Offenbarung dieser Schrift hierbei durch Verweis in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
Der Gleichrichter 36 kann eine Vielzahl von elektrischen Verbindungsfahnen 86 oder andere Merkmale beinhalten, um die Herstellung elektrischer Verbindungen mit einer ersten gedruckten Leiterplatte 90 zu ermöglichen. Die Verbindungen können benutzt werden, um elektrische Kontrolle, Informationsmitteilungen etc. zu ermöglichen. Die erste gedruckte Leiterplatte 90 kann eine Elektronik beinhalten, die verwendet werden kann, um, wie unten detaillierter beschrieben, eine Vielzahl von Leistungsmanagementfähigkeiten der Elektronikeinheit 16' zu ermöglichen, inklusive der Möglichkeit, eine Elektronik zu haben, die die Schaltvorgänge des Gleichrichters 36 steuert. Optional kann die gedruckte Leiterplatte 90 anstelle des Wechselrichtercontrollers benutzt werden, um den Gleichrichterschaltkreis zu steuern. Eine Abschirmplatte 92 ist zwischen dem Gleichrichter 36 und der ersten gedruckten Leiterplatte 90 angeordnet gezeigt. Die Abschirmplatte 92 kann ein metallisches Material umfassen oder ein anderes Material, das ausreicht, um die Übertragung elektrischer Störungen, wie sie etwa durch die Wechselrichterschaltvorgänge erzeugt werden auf die erste gedruckte Leiterplatte 90 und/oder andere Teile des Gehäuses 30 zu verhindern oder zu verbessern. Es ist gezeigt, dass die Abschirmung 92 den gesamten Grundriss des Gehäuses 30 bedeckt, um dabei zu helfen, die gewünschte magnetische Abschirmung zu maximieren.
Es ist gezeigt, dass eine zweite, mehrschichtige gedruckte Leiterplatte 96, die optional eine Stützstruktur haben kann, in der Elektronikeinheit 16' beinhaltet ist. Die zweite gedruckte Leiterplatte 96 kann zusammen mit der ersten gedruckten Leiterplatte 90 funktionieren, um das Managen der Leistungsverteilung, von Informations-/Befehls-Fahrzeug-Subsystemen, die auf die Batterieladung angewiesen sind oder auf andere Weise damit verbunden sind, zu ermöglichen oder zu erleichtern, und/oder um eine beliebige Zahl anderer Vorgänge durchzuführen. Einige der Managementvorgänge, die von der vorliegenden Erfindung angedacht sind, können beinhalten:

– Management der Batterieladung (Regulierungsstrategie, wie Strom zur Batterie geliefert wird). Da der Strom und die Spannung in der Batterie 12 von der Batteriebeladung, dem Alter und den Systemanforderungen abhängen können, kann dieses Management beinhalten, dass der Batteriebeladungsarbeitspunkt als eine Funktion dieser angeglichen wird.
– Leistungsumwandlung (höherrangige Kontrolle der Elektronikeinheit und optional anderer Fahrzeugsubsysteme während des Batterieladens). Dieses Management kann die Anpassung an verschiedene Batteriezustände (Spannung- und Stromniveaus) und an verschiedene elektrische Netze (einphasig, dreiphasig, stabil oder nicht...) beinhalten.
– Steckererkennung und -status (Bestätigung der richtigen Verbindung des Kabels mit der Fahrzeuganschlussdose, wie etwa als Antwort auf die Ausgabe/Nachricht einer Annäherungserkennungsschaltung). Dieses Management kann beinhalten, dass vor jeglichem Laden sichergestellt ist, dass das Ladesystem 10 passend und sicher (für das Auto, für Benutzer...) ist.
– Management der Steckerverriegelung (Sicherstellen, dass der Stecker richtig verriegelt ist). Dieses Management kann umfassen: das Kontrollieren des Öffnens des Kabelsteckers während des Ladens; das Vermeiden von Verbindungen zu einem anderen Auto, d. h. das Verhindern des gleichzeitigen Ladens von zwei Fahrzeugen – separates Laden für separate Zahlvorgänge; und Kommunikation mit dem elektrischen Netz.
– Management der Autodiagnose des Systems und von Peripheriegeräten (Sensoren und Aktuatoren), um vor dem Laden die Sicherheit sicherzustellen.
– Detektion der Kenngrößen des Versorgungsnetzwerkes (des stationären elektrischen Netzes und das Ausführen von darauf basierenden notwendigen Anpassungen, Kommunikation zur Bezahlung, für den Netztyp und die Leistungsverfügbarkeit; Detektion der Verbindung der Schutzerdung).
– Management des Leistungselektronikkastens (power electronics box PEB-Einheit mit den Schaltern zum Öffnen oder Schließen des Ladepfades oder zum Überbrücken des Laders, für den Fall eines direkten Gleichstromladens) während des Ladens (des ladenden Systems).
– Überwachung und Management der Temperatur, da Kühlen während des Ladens entscheidend ist, und auf diese Weise die Temperaturentwicklung zu steuern, da die Elektronikeinheit 16 Verluste erleiden kann, bei denen es, obwohl sie klein sind (weniger als 5%), wichtig ist, sie zu managen, wenn mehrere Kilowatt übertragen werden.
– Management von Verriegelungen (Detektion, dass alle Systemanschlüsse geschlossen sind), um das Öffnen eines Anschlusses zu steuern, wenn Energie fließt, bewirkt, dass das System 10 im Fall einer vorzeitigen Öffnung heruntergefahren werden kann.
– Management von Über-/Unterspannungen und -strömen, um das System 10 während des Ladeprozesses zu schützen, so dass das System 10 heruntergefahren werden kann.
– Management von Sensorinformationsbeschaffung und -formung.
– Management der internen Energieversorgung, um die Elektronik/Elektroniken zu steuern und anzutreiben.
– Kommunikation mit dem EVC (andere Fahrzeugeinheit mit Hauptregler) und andere digitale Kommunikation mit dem Fahrzeug, um über den Ladeprozess zu informieren und Fahrzeugbefehle zu erhalten.

Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht die Messung des Stroms der Ausgangsgleichspannung vor, um das oben erwähnte Energiemanagement zu erleichtern oder zu ermöglichen. Da die Batterie 12 mit Bezug auf eine Nutzung in einem elektrischen oder einem hybridelektrischen Fahrzeug beschrieben ist, ist angedacht, dass die Batterie eine Batterie mit relativ hoher Spannung ist, die eine relativ große Menge Ladestrom benötigt. Die 5a–5b stellen einen robusten Stromsensor 100 dar, der von einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung angedacht ist, um den Strom der Ausgangsgleichspannung zu messen. Der Stromsensor 100 beinhaltet einen Messwiderstand 102 und eine gedruckte Leiterplatte zur Messung des Stroms 104, die eine Elektronik besitzt, die verwendbar ist, um den Strom der Ausgangsgleichspannung basierend auf einer Spannungsdifferenz, die zwischen ersten und zweiten Pins 106, 108 detektiert wird, zu bestimmen, wobei die ersten und zweiten Pins 106, 108 benutzt werden, um die gedruckte Leiterplatte 104 zur Messung stützend von den Pins 106, 108 zu beabstanden. Die Pins 106, 108 können Plättchen enthalten, die es ermöglichen oder erleichtern, an den Messwiderstand 102 gelötet zu werden. Der Messwiderstand 102 kann aus mehreren Materialien bestehen, etwa Kupfer oder Mangan (benutzt zur Messung der Spannungsdifferenz). Ein Anschluss 112 kann an einer der gedruckten Leiterplatten 104 enthalten sein, um das Verbinden mit einer in dem Gehäuse 30 enthaltenen Elektronik zu ermöglichen oder zu erleichtern. Das Gehäuse 30 kann eine Öffnung 114 und eine Schutzvorrichtung 116 beinhalten, um die Positionierung des Anschlusses 112 im Gehäuseinneren zu ermöglichen oder zu erleichtern.
Der Messwiderstand 102 kann ein erstes Ende, das relativ zu dem ersten Ausgangsterminal 82 positioniert ist, und ein zweites Ende, das relativ zu der zweiten Ausgangsschiene 28 positioniert ist, umfassen. Öffnungen 118, 120 können an jedem Ende enthalten sein, um zu ermöglchen oder zu vereinfachen, dass Befestigungsmittel mit Gewinden zur Herstellung von mechanischen oder elektrischen Verbindungen zwischen diesen benutzt werden, für das sie anstatt Schweißens benutzt werden, obwohl Schweißen vorgesehen ist. Das Gehäuse 30 kann einen terrassenförmigen Ausbiss 122 beinhalten, um eine Unterseite des Messwiderstandes 102 zu stützen. Das Gehäuse 30 kann auch erste und zweite sich gegenüberliegende Vorsprünge oder Griffzungen 128, 130 zum Ermöglichen oder zur Vereinfachung einer sichernden Positionierung des Messwiderstandes 120, und optionale Führungsflächen 132 (nur eine gezeigt) zur Ermöglichung oder zur Vereinfachung der Ausrichtung während des Einführens des Messwiderstandes beinhalten. Die Vorsprünge oder Griffzungen 128, 130 können jeweils eine geneigte Eingriffsfläche 136 umfassen, die mit einer führenden Kante 138 des Messwiderstandes 102 verwendbar ist, die dazu führt, dass sich jeder Vorsprung oder. jede Griffzunge 128, 130 während der Einführung des Messwiderstandes nach außen biegt, bis ein nachfolgendes Ende 140 des Messwiderstandes 120 ein Ende der geneigten Eingriffsfläche 136 überwindet. Eine Sicherungsfläche 144 auf der Rückseite der geneigten Eingriffsfläche 136 kommt in Kontakt mit dem nachfolgenden Ende 140 des Messwiderstandes 102, sobald das nachfolgende Ende 140 ein Ende der geneigten Eingriffsfläche 136 überwindet. Die Länge jedes Vorsprungs oder jeder Griffzunge 128, 130 kann so gewählt sein, dass die Sicherungsfläche 144 relativ zu dem nachfolgenden Ende 160 des Messwiderstandes ausreichend positioniert ist, so dass ein Presssitz mit der Seite des Gehäuses 30 erzeugt wird.
Die 6 und die 7a–7b stellen eine Elektronikeinheit 16'' dar, wie sie von einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, um Dreiphasenwechselstrom, der durch erste, zweite und dritte Eingangsschienen 20, 22, 24 empfangen wird, zu einem Ausgangsgleichstrom zu verarbeiten, der von ersten und zweiten Ausgangsschienen 26, 28 zu der Batterie 12 oder anderen Fahrzeuglasten transportiert wird. Die Elektronikeinheit 16'' beinhaltet ein Gehäuse 160, das aus ersten und zweiten Teilen 162, 164 bestehend gezeigt ist. Der erste Teil 162 definiert im Allgemeinen einen Grundriss und Seitenwände und der zweite Teil 164 definiert im Allgemeinen eine Kappe oder eine Decke, die bzw. der über den ersten Teil 162 passt, um die Elektronik und andere Elemente darin einzuschließen. Das Gehäuse 160 ist als mit der Vielzahl der Gleitklemmen 38, 40, 42 in der Nähe eines Unterteils des ersten Teils 162 an dem oben beschriebenen Gleichrichter 36 angebracht gezeigt. Die Elektronikeinheit 16'' kann Teile der in der Elektronikeinheit 16' enthaltenen Teile der Elektronik enthalten, die oben beschrieben sind und verwendbar sind, um einige oder alle der gleichen Funktionen auszuführen.
Ein Stromsensor 170 der in 6 gezeigten Elektronikeinheit 16'' unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Stromsensor 100. Der Stromsensor 170 ist als einen Hall-Effekt-Sensor 172 und einen C-förmigen Messwiderstand 174 (siehe 7a) beinhaltend gezeigt, wobei der C-förmige Messwiderstand 174 anders als der oben beschriebene Messwiderstand 28 eine einfache leitende Platte (vernachlässigbarer Widerstand und aus einem einzigen Material, zum Beispiel Kupfer, bestehend), ähnlich den Schienen 20, 22, 24, 26 sein kann. Das Gehäuse 162 ist entsprechend modifiziert, um eine Öffnung 176 und einen terrassenförmigen Vorsprung 178 zur Stützung einer Unterseite des Hall-Effekt-Sensors 172 und des Messwiderstandes 174 zu beinhalten. Der Messwiderstand 174 ist zwischen dem ersten Ausgangsterminal 82 und der zweiten Ausgangsschiene 28 verbunden gezeigt, was die Bestimmung des Ausgangsgleichstroms ermöglicht oder erleichtert. Der Hall-Effekt-Sensor 172 kann eine hohle Mitte beinhalten, durch die ein Teil des Messwiderstandes 174 führt, um die Strommessung zu ermöglichen oder zu vereinfachen. Eine flexible Leitung 180 kann enthalten sein, um das elektrische Verbinden des Hall-Effekt-Sensors 172 mit einer der gedruckten Leiterplatten 76 zu ermöglichen oder zu vereinfachen, um die Stromrückkopplung zu unterstützen, die notwendig ist, um die oben erwähnten Vorgänge zu unterstützen.
Wie oben gestützt, kann ein von der vorliegenden Erfindung vorgesehener Typ von Elektronikeinheit gemäß einer Konstruktion mit der Anordnung an der Oberseite („assembly-on-top”), zusammengebaut sein, bei der jedes Element auf dem Wechselrichter aufgebaut wird und die Elemente demontierbar aneinander angebracht sind. Dies führt zu einem integrierten, größeren Gehäuse der Elektronikeinheit, das ein Kühlsystem für die Elektronik und andere Elemente im Inneren des Elektronikeinheitsgehäuses zur Verfügung stellt. Aus diesem Grund ist die vorliegende Erfindung im Stande, Kühlflächen zur Verfügung zu stellen, während sie es erlaubt, das Modul in einem sequentiellen Prozess aufzubauen, wobei einige Elemente (zum Beispiel gedruckte Leiterplatten) hinzugefügt werden können, nachdem die Teilanordnung konstruiert und an einen Kunden verschickt ist. Die vorliegende Erfindung sieht weiter vor, dass die Elektronikeinheit bidirektional ist, zumindest dass sie die Fähigkeit hat, Energie von einer Fahrzeugbatterie zu einem elektrischen Netz (Netzausgleich...) zu schicken, dann kann in der besagten Funktionsweise der Gleichrichter zu einem Wechselrichter werden (die Energie würde entgegengesetzt fließen und die Steuerungsstrategie, in der Software, wäre verschieden). Natürlich muss ein bidirektionales System mehr Anforderungen als ein monodirektionaler Gleichrichter genügen und das Silizium im Inneren müsste sich verbessern.
Wie erforderlich, werden detaillierte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung hierin offenbart; nichtsdestotrotz versteht es sich von selbst, dass die offenbarten Ausgestaltungen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Deswegen sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann dazu anzuleiten, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten zu benutzen.
Obwohl beispielhafte Ausgestaltungen oben beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausgestaltungen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Es ist vielmehr so, dass die Worte, die in der Beschreibung benutzt werden, eher Worte der Beschreibung als der Einschränkung sind, und es versteht sich von selbst, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, etwa um die Energiebearbeitung, die Gleichrichtung, die Wechselrichtung, etc. in Nicht-Fahrzeug- oder automobilen Anwendungen zu stützen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener Einbauausgestaltungen kombiniert werden, um weitere Ausgestaltungen der Erfindung zu formen.

Claims

Elektronikeinheit zur Benutzung in einem Fahrzeug, um eine Dreiphasen-Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung gleichzurichten, wobei die Elektronikeinheit umfasst: eine Anordnung mit: i. leitenden ersten, zweiten und dritten Eingangsterminals, die jeweils so ausgebildet sind, dass sie eine elektrische Verbindung zu einer von drei Eingangsschienen, die die Eingangswechselspannung führen, herstellen; ii. leitenden ersten und zweiten Ausgangsterminals, die jeweils so ausgebildet sind, dass sie eine elektrische Verbindung zu einer von zwei ersten und zweiten Ausgangsschienen, die die Ausgangsgleichspannung führen, herstellen; iii. einem zwischen den Eingangsterminals und den Ausgangsterminals angeordneten Gleichrichter mit mehreren Schaltern, die zwischen den Eingangsterminals und den Ausgangsterminals vorgesehen bzw. verbunden sind, um die Dreiphasen-Eingangswechselspannung zu der Ausgangsgleichspannung gleichzurichten; einen Messwiderstand, der zwischen dem ersten Ausgangsterminal und der ersten Ausgangsschiene gekoppelt ist; einen Stromsensor, der ausgebildet ist, um einen Strom durch den Messwiderstand zu bestimmen; und mindestens eine gedruckte Leiterplatte mit Kontrollelektronik, die ausgebildet ist, um, zumindest teilweise auf dem von dem Stromsensor gemessenen Strom basierend, die Leistungsverteilung zwischen der Elektronikeinheit und einem oder mehreren Fahrzeugsubsystemen zu lenken.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, die weiter ein Gehäuse umfasst, das so geformt ist, dass es die Anordnung und jede der mindestens einen gedruckten Leiterplatte im Wesentlichen einschließt, und wobei das Gehäuse so geformt ist, dass ein Bereich um jedes der Terminals freigelegt ist, so dass eine Verbindung zwischen dem Messwiderstand und der Schiene ermöglicht ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 2, wobei der Stromsensor lösbar an dem Gehäuse angebracht ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 2, wobei der Messwiderstand ein erstes und ein zweites Ende beinhaltet, und der Spannungsabfall zwischen dem ersten und dem zweiten Ende gemessen wird und jedes von dem ersten und dem zweiten Ende außerhalb des Gehäuses positioniert ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 4, wobei ein Teil des Messwiderstandes, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, im Wesentlichen außerhalb des Gehäuses positioniert ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 4, wobei ein Teil des Messwiderstandes, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses positioniert ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 2, wobei das Gehäuse mittels mehrerer Gleitklemmen lösbar mit der Anordnung in Eingriff steht, um eine modulare Konstruktion mit der Anordnung auf der Oberseite (assembly-on-top) bereitzustellen.
Die Elektronikeinheit von Anspruch 7, wobei das Gehäuse einen Vorsprung beinhaltet und die Anordnung eine Lippe beinhaltet und jede Gleitklemme so angeordnet ist, dass sie seitlich in der Nähe einer zugehörigen Seite des Gehäuses so gleitet, dass sie mit dem Vorsprung und der Lippe in Eingriff steht.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, wobei der Messwiderstand lösbar mit dem ersten Ausgangsterminal verbunden ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, wobei der Messwiderstand eben ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, wobei der Messwiderstand C-förmig ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, wobei der Stromsensor ein Hall-Effekt-Sensor beinhaltet, der mit einer der wenigstens einen Leiterplatte mittels eines flexiblen Drahtes verbunden ist, wobei sich der flexible Draht aus einem Inneren des Gehäuses durch eine Öffnung zu einer Außenseite des Gehäuses erstreckt, und der flexible Draht mit dem Stromsensor an der Außenseite des Gehäuses verbunden ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, wobei der Stromsensor eine oder mehrere Messelektroniken beinhaltet, die dazu verwendbar sind, den Strom basierend auf einem Spannungsabfall zwischen ersten und zweiten Pins zu bestimmen, wobei die ersten und zweiten Pins an ersten bzw. zweiten Teilen des Messwiderstandes festgehalten sind, um die gedruckte Leiterplatte zur Messung so zu stützen, dass sie vom Messwiderstand beabstandet ist.
Elektronikeinheit von Anspruch 1, weiter umfassend eine Abschirm- oder Abtrennlage zur Abtrennung der mindestens einen gedruckten Leiterplatte vom Gleichrichter, wobei die Abschirmung oder Abtrennung ein metallisches Material umfasst und so geformt ist, dass sie sich im Wesentlichen über einen gesamten Grundriss der Anordnung erstreckt.
Elektronikeinheit zur Benutzung in einem Fahrzeug, um die Leistung einer Batterie zu steuern, wobei die Elektronikeinheit umfasst: einen Gleichrichter, der dazu ausgebildet ist, eine Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung gleichzurichten, um die Batterie zu laden; einen Messsensor mit: i. einem Messwiderstand, der einen ersten Teil und einen zweiten Teil beinhaltet, wobei der Messsensor zwischen dem Gleichspannungsausgang und der Batterie positioniert ist; ii. einem Messschaltkreis, dazu ausgebildet, einen Strom durch den Messwiderstand als eine Funktion eines Spannungsabfalls, der zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil des Messwiderstandes gemessen wird, zu messen; und mindestens einer Leiterplatte mit einer Kontrollelektronik, die dazu ausgebildet ist, die Ausgangsgleichspannung basierend zumindest auf einem Teil des gemessenen Stromes zu steuern; und ein den Gleichrichter und die mindestens eine gedruckte Leiterplatte umschließendes Gehäuse, wobei das Gehäuse erste und zweite gegensätzliche und bewegliche Vorsprünge oder Griffzungen enthält, wobei die ersten und zweiten Vorsprünge oder Griffzungen so konfiguriert sind, dass sie den Messwiderstand zwischen der Ausgangsgleichspannung und der Batterie demontierbar positionieren.
Elektronikeinheit von Anspruch 15, wobei jeder Vorsprung oder jede Griffzunge eine geneigte Eingriffsfläche beinhaltet, die jeden Vorsprung oder jede Griffzunge dazu veranlasst, sich während des Einführens des Messwiderstandes nach außen zu bewegen, bis ein nachfolgendes Ende des Messwiderstandes ein Ende der geneigten Fläche passiert, worauf sich jeder Vorsprung oder jede Griffzunge zumindest teilweise so zurückbewegt, dass eine Sicherungsfläche mit dem nachfolgenden Ende des Messwiderstandes in Eingriff steht, um den Messwiderstand zwischen der Ausgangsgleichspannung und der Batterie zu positionieren.
Elektronikeinheit von Anspruch 16, wobei sich jeder Vorsprung oder jede Griffzunge eine solche Länge weit vom Gehäuse weg erstreckt, die ausreichend ist, um einen Presssitz zwischen jeder Sicherungsfläche und dem Gehäuse zu erzeugen.
Elektronikeinheit von Anspruch 16, wobei der Messwiderstand gänzlich eben und mindestens zwei mal so lang wie eine Öffnung ist, die darin eingearbeitet ist, um eine Schiene, die eine elektrische Bindung zu der Batterie ermöglicht, mechanisch damit zu verbinden.
Eine Elektronikeinheit, ausgebildet zur Benutzung in einem Fahrzeug, um eine Batterie zu steuern, wobei die Elektronikeinheit umfasst: einen Gleichrichter, der dazu ausgebildet ist, eine Eingangswechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung, die benutzt wird, um die Batterie zu laden, gleichzurichten; einen Stromsensor mit: i. einem Messwiderstand, der zwischen dem Gleichspannungsausgang und der Batterie elektrisch verbunden ist; ii. einem Hall-Effekt-Sensor, der dazu ausgebildet ist, einen Strom durch den Messwiderstand als eine Funktion eines Spannungsabfalls, der zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil des Messwiderstandes gemessen wird, zu messen; und ein Gehäuse, das den Gleichrichter einschließt und das eine terrassenartige Stützstruktur aufweist, wobei die terrassenartige Stützstruktur so geformt ist, dass sie mit einer Unterseite des Hall-Effekt-Sensors und einem Ende des Messwiderstandes, das in der Nähe des Hall-Effekt-Sensors ist, stützend in Eingriff steht.
Elektronikeinheit von Anspruch 19, wobei das eine Ende des Messwiderstandes, das in der Nähe des Hall-Effekt-Sensors ist, vertikal vom anderen Ende des Messwiderstandes, das in der Nähe des Gleichrichters verbunden ist, beabstandet ist.
Elektronikeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das erste, das zweite und das dritte Terminal und/oder der Gleichrichter in einem Gehäuse angeordnet sind.