DE102014218985A1

DE102014218985A1 - Arrangement for cooling busbars

Info

Publication number: DE102014218985A1
Application number: DE102014218985.3A
Authority: DE
Inventors: Horst Hübner; Wolfgang Danzer; Jens Heinrich; Lutz Knöfel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Gehäuse für ein Steuergerät, insbesondere ein Steuergerät für Elektromotoren, mit zumindest einem Gehäuseteil (1) und zumindest einer Stromschiene (2) zur elektrischen Stromübertragung zwischen elektrischen Komponenten, wobei eine Wärmeleitplatte (4) vorhanden ist, welche zwischen dem zumindest einen Gehäuseteil (1) und der zumindest einen Stromschiene (2) angeordnet ist und welche in Wärmekontakt mit der zumindest einen Stromschiene (2) und mit dem zumindest einen Gehäuseteil (1) steht.Housing for a control unit, in particular a control unit for electric motors, with at least one housing part (1) and at least one busbar (2) for electrical power transmission between electrical components, wherein a heat conducting plate (4) is provided, which between the at least one housing part (1) and the at least one busbar (2) is arranged and which is in thermal contact with the at least one busbar (2) and with the at least one housing part (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung von Stromschienen in einem Gehäuse für Steuergeräte, insbesondere Steuergeräte für Elektromotoren. The invention relates to an arrangement for cooling busbars in a housing for control devices, in particular control devices for electric motors.

In der Leistungselektronik von Steuergeräte für Elektromotoren werden häufig Stromschienen (Busbars) als Verbindungselement zwischen einem Stecker oder einem Kabelanschluss zu einem Leistungsmodul oder einem Kondensator verwendet. Im Betrieb werden die Stromschienen dabei mit hohen Strömen beaufschlagt. Dies führt zu einer starken Erwärmung der Stromschienen, wodurch es zu einer Aufheizung des Innenraums des Gehäuses kommt. Dadurch werden die Leiterplatte der Leistungselektronik sowie weitere elektrische Komponenten thermisch stark belastet, wodurch es zu einer Reduzierung der Lebensdauer der elektrischen Komponenten kommen kann. Aus DE 10 2007 061 116 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei welcher mittels einer in einem Gehäuseteil ausgebildeten Wanne eine Wärmeabfuhrfläche an ein weiteres Gehäuse geschaffen wird. Diese Anordnung ist allerdings nicht für die Wärmeentwicklung durch Stromschienen geeignet. In the power electronics of control units for electric motors busbars are often used as a connecting element between a plug or a cable connection to a power module or a capacitor. During operation, the busbars are subjected to high currents. This leads to a strong heating of the busbars, which leads to a heating of the interior of the housing. As a result, the circuit board of the power electronics and other electrical components are thermally heavily loaded, which can lead to a reduction in the service life of the electrical components. Out DE 10 2007 061 116 A1 An arrangement is known in which by means of a formed in a housing part well, a heat dissipation surface is provided to another housing. However, this arrangement is not suitable for the development of heat by busbars.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Gehäuse der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei welchem die Aufheizung des Innenraums durch die Wärmestrahlung der Stromschienen vermindert wird. The present invention has for its object to propose a housing of the type described above, in which the heating of the interior is reduced by the heat radiation of the busbars.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des geltenden Patentanspruchs 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben. This object is solved by the features of valid claim 1, wherein advantageous embodiments of the dependent claims, the description and the drawings.

Somit wird ein Gehäuse für ein Steuergerät, insbesondere ein Steuergeräte für Elektromotoren, welche z.B. in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen, mit zumindest einem Gehäuseteil und zumindest einer Stromschiene zur elektrischen Stromübertragung zwischen elektrischen Komponenten vorgeschlagen, wobei eine Wärmeleitplatte vorhanden ist, welche zwischen dem zumindest einen Gehäuseteil und der zumindest einen Stromschiene angeordnet ist und welche in Wärmekontakt mit der zumindest einen Stromschiene und mit dem zumindest einen Gehäuseteil steht. Thus, a housing for a control device, in particular a control device for electric motors, which e.g. in a motor vehicle are used, proposed with at least one housing part and at least one busbar for electrical power transmission between electrical components, wherein a heat conduction is present, which is arranged between the at least one housing part and the at least one busbar and which in thermal contact with the at least one Busbar and with the at least one housing part.

Die Wärmeplatte, welche z.B. aus Aluminium, Kupfer, Gold, Silber oder einem anderen Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist, nimmt die beim Betrieb der Stromschienen erzeugte Wärme auf und verteilt diese auf das Gehäuseteil. Von dort wird die Wärme an die Umgebung abgegeben. Idealerweise ist die Wärmeplatte großflächig an das Gehäuseteil angebunden, so dass die von den Stromschienen erzeugte Wärme großflächig auf das Gehäuseteil, z.B. den Deckel, verteilt werden kann. Durch die Abgabe der von den Stromschienen erzeugten Wärme über das Gehäuseteil an die Umgebung wird ein Aufheizen des Innenraums des Gehäuses verringert. Dadurch wird erreicht, dass die im Innenraum des Gehäuses vorhandenen elektronischen Komponenten keinen großen Temperaturschwanken ausgesetzt sind. Dadurch kann die Lebensdauer der elektronischen Komponenten, z.B. der Leistungselektronik verlängert werden. The heat plate, which is e.g. Made of aluminum, copper, gold, silver or other material with a high thermal conductivity, absorbs the heat generated during operation of the busbars and distributes them to the housing part. From there, the heat is released to the environment. Ideally, the heat plate is connected over a large area to the housing part, so that the heat generated by the busbars over a large area on the housing part, e.g. the lid, can be distributed. By the delivery of the heat generated by the busbars via the housing part to the environment, a heating of the interior of the housing is reduced. This ensures that the existing in the interior of the housing electronic components are not exposed to large temperature fluctuations. As a result, the life of the electronic components, e.g. the power electronics are extended.

Die Wärmeleitplatte ist z.B. in dem Gehäuseteil integriert. Dadurch ist eine schnellere und effektivere Abführung der Wärme aus dem Gehäuseinneren an die Umgebung außerhalb des Gehäuses möglich. Außerdem kann durch die Integration der Wärmeleitplatte in das Gehäuseteil der im Innenraum des Gehäuses zur Verfügung stehende Raum optimal für die z.B. Leistungselektronik verwendet werden. Das Gehäuse kann somit mit geringen Abmessungen hergestellt werden. The heat conducting plate is e.g. integrated in the housing part. This allows a faster and more effective dissipation of heat from the housing interior to the environment outside the housing. In addition, by integrating the heat conducting plate in the housing part of the space available in the interior of the housing optimal for the e.g. Power electronics are used. The housing can thus be manufactured with small dimensions.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: The invention will be further explained with reference to drawings. Show it:

1 einen Gehäusedeckel mit Stromschienen gemäß dem Stand der Technik, 1 a housing cover with busbars according to the prior art,

2 einen Gehäusedeckel mit einer erfindungsgemäßen Wärmeleitplatte. 2 a housing cover with a heat conducting plate according to the invention.

1 zeigt einen Gehäusedeckel 1 für ein Gehäuse eines Steuergerätes für Elektromotoren. Auf der Innenseite des Gehäusedeckels sind beispielhaft drei Stromschienen 2 angeordnet. Diese Stromschienen 2 sind gegenüber dem Gehäusedeckel 1 elektrisch isoliert und mittels Schrauben befestigt. 1 shows a housing cover 1 for a housing of a control unit for electric motors. On the inside of the housing cover are exemplified three busbars 2 arranged. These busbars 2 are opposite the housing cover 1 electrically isolated and secured by screws.

2 zeigt einen Gehäusedeckel 1, welcher aus Duroplast oder einem Thermoplast gefertigt ist, mit einer erfindungsgemäßen Wärmeplatte. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Stromschienen 2 nicht dargestellt. Die Wärmeplatte 4 ist auf der Innenseite des Gehäusedeckels 1 mit dem Gehäusedeckel 1 verbunden. Die Stromschienen 2 verlaufen von den Anfangspunkten A, B, C jeweils zu den korrespondieren Endpunkten A‘, B‘, C‘ und sind dort jeweils mittels Schrauben oder anderer Befestigungsmittel, z.B. Nieten fixiert. Die Stromschienen 2 sind dabei derart angeordnet, dass sie mit der Wärmeplatte 4 in Wärmekontakt stehen. Die Wärmeplatte 4 befindet sich hierbei zwischen den Stromschienen 2 und dem Gehäusedeckel 1, insbesondere der Innenseite des Gehäusedeckels 1. Die Darstellung zeigt, dass die Wärmeplatte 4 großflächig mit dem Gehäusedeckel 1 verbunden ist, so dass über eine große Fläche Wärme von den Stromschienen 2 an den Gehäusedeckel 1 und von dort an die Umgebung abgegeben werden kann. 2 shows a housing cover 1 , which is made of thermoset or a thermoplastic, with a heat plate according to the invention. For clarity, the busbars 2 not shown. The heat plate 4 is on the inside of the housing cover 1 with the housing cover 1 connected. The busbars 2 extend from the starting points A, B, C respectively to the corresponding end points A ', B', C 'and are fixed there by means of screws or other fastening means, eg rivets. The busbars 2 are arranged so that they with the heat plate 4 in thermal contact. The heat plate 4 is located here between the busbars 2 and the housing cover 1 , in particular the inside of the housing cover 1 , The illustration shows that the heat plate 4 large area with the housing cover 1 is connected, so that over a large area heat from the busbars 2 to the housing cover 1 and from there to the environment can be delivered.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Gehäusedeckel housing cover
2 2: Stromschiene conductor rail
3 3: elektrische Isolierung electrical insulation
4 4: Wärmeleitplatte heat conduction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007061116 A1 [0002]

Claims

Housing for a control unit, in particular a control unit for electric motors, with at least one housing part ( 1 ) and at least one busbar ( 2 ) for electrical power transmission between electrical components, characterized in that a heat conducting plate ( 4 ) is present, which between the at least one housing part ( 1 ) and the at least one busbar ( 2 ) is arranged and which in thermal contact with the at least one busbar ( 2 ) and with the at least one housing part ( 1 ) stands.

Housing according to claim 1, characterized in that the heat conducting plate ( 4 ) in the at least one housing part ( 1 ) is integrated.

Housing according to claim 1 or 2, characterized in that the heat conducting plate ( 4 ) in electrical connection with the at least one busbar ( 2 ) stands.

Housing according to one of the preceding claims, characterized in that the heat conducting plate ( 4 ) is an aluminum plate.

Housing according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one housing part ( 4 ) is made of a thermoset or a thermoplastic.