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Die Erfindung betriff ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, spannungsführende Teile gegenüber Berührungen vor Personen oder untereinander zu isolieren, um Unfälle oder Schäden zu vermeiden.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2012 214 964 A1 eine Batteriezelle mit einem elektrisch leitfähigen Batteriezellengehäuse. Die Batteriezelle weist eine elektrisch isolierende Isolationsschicht auf, welche an einer Außenseite des Batteriezellengehäuses angeordnet ist. Die Isolationsschicht weist eine erste, elektrisch isolierende Schicht und eine zweite Schicht auf, welche an einer der Batteriezelle abgewandten Seite der ersten Schicht angeordnet ist. Die erste Schicht ist dabei aus einem Kunststoff gebildet. Die zweite Schicht ist aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet.
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Aus der
US 8 828 591 B2 geht ein externes Verpackungsmaterial einer Batterievorrichtung hervor. Das Verpackungsmaterial weist eine mehrlagige Struktur auf. Die mehrlagige Struktur ist aus mehreren Kunstharzschichten gebildet. Eine der Kunstharzschichten beinhaltet ferner ein Feuchtigkeit absorbierendes Material.
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In der
DE 10 2013 217 836 A1 ist eine Traktionsbatterie für ein Fahrzeug beschrieben. Die Traktionsbatterie weist ein Batteriegehäuse auf, in dem eine Vielzahl von Batteriezellen gelagert sind, die über Polverbinder elektrisch miteinander zu einem Batteriesystem verschaltet sind. Die Polverbinder sind an einem gemeinsamen inneren Trägerelement befestigt. Die Polverbinder sind auf der, den Batteriezellen zugewandten Innenseite des Trägerelements angeordnet und nach außen vollständig vom Material des Trägerelements überdeckt. Elektrische Steuereinheiten der Batterie sind in eine äußere Trägerplatte integriert. Die innere und die äußere Trägerplatte sind Bestandteil eines insgesamt dreilagigen Plattenverbunds, bei dem die äußere Trägerplatte über eine mittlere Isolierplatte auf die innere Trägerplatte aufgelegt ist.
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In der
US 2006/0068278 A1 ist ein Isolierelement für einen Batteriepack beschrieben. Das Isolierelement umfasst ein unteres Folienelement, mindestens ein Seitenwandfolienelement und ein oberes Folienelement, wobei ein oder mehrere Folienelemente ferner ein Befestigungselement auf dem Folienelement gegenüber dem isolierenden Hohlraum umfassen. Geeignete Befestigungselemente sind unter anderem eine Haftklebeschicht, eine Schmelzklebeschicht, eine Strukturklebeschicht, ein Klettverschluss, ein Kopfverschluss oder eine Kombination davon.
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Der Nachteil derartiger Batteriesysteme ist, dass die Isolationsschicht als auch das Verpackungsmaterial außen an der Batterie anliegen. Wird die Isolationsschicht oder das Verpackungsmaterial durch äußere Einwirkungen beschädigt, ist kein ausreichender Schutz mehr gewährleistet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuergerät bereitzustellen, welches besonders sicher ist und zugleich eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber externen Einflüssen aufweist.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass spannungsführende Bauteile, die in einem Steuergerät zum Einsatz kommen, durch einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt sind. Zwischen diesen Bauteilen wirkt Luft als Isolator. Damit eine ausreichende Sicherheit gewährleistet ist, darf der vorbestimmte Abstand zwischen den spannungsführenden Bauteilen einen Mindestabstand nicht unterschreiten. Wird jedoch zur Trennung der spannungsführenden Bauteile ein Isolationselement zwischen den spannungsführenden Bauteilen angeordnet, so kann der Mindestabstand unterschritten beziehungsweise reduziert werden.
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Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in einen Hochvoltbereich und in einen Niedervoltbereich unterteilt. Unter Hochvoltbereich ist im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt ein Bereich oder Teil des Steuergeräts gemeint, welcher im Betrieb des Steuergeräts mit Spannungen über 60 V betrieben wird oder welcher Komponenten oder Bauteile aufweist, an welchen im Betrieb des Steuergeräts Spannungen über 60 V anliegen. Bei Hochspannung oder einem Hochspannungsbereich liegen also insbesondere Spannungen von über 60V vor. Unter Niedervoltbereich ist im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt ein Bereich oder Teil des Steuergeräts gemeint, welcher im Betrieb des Steuergeräts mit Spannung unter 60 V betrieben wird oder welcher Komponenten oder Bauteile aufweist, an welchen im Betrieb des Steuergeräts Spannungen unter 60 V anliegen. Bei Niederspannung oder einem Niederspannungsbereich liegen also insbesondere Spannungen von unter 60V vor.
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Das Steuergerät weist ferner ein Gehäuse auf, welches einen Gehäuseinnenraum einschließt. Mit anderen Worten weist das Steuergerät ein Gehäuse mit Wandungen auf, welche einen Gehäuseinnenraum begrenzen. Zum Beispiel weist das Gehäuse insgesamt sechs Wandungen auf, welche aneinander angrenzend angeordnet sind und den Gehäuseraum einschließen. Des Weiteren umfasst das Steuergerät ein Isolationselement, wobei das Isolationselement derart in dem Gehäuse, also dem Gehäuseinnenraum, angeordnet ist, dass das Isolationselement den Hochvoltbereich und den Niedervoltbereich voneinander trennt. Mit anderen Worten kann das Isolationselement zur Trennung des Hochvoltbereichs und des Niedervoltbereichs zwischen den beiden Bereichen - Hochvoltbereich und Niedervoltbereich - angeordnet sein. Besonders bevorzugt trennt das Isolationselement den Hochvoltbereich und den Niedervoltbereich galvanisch voneinander.
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Erfindungsgemäß weist das Isolationselement eine erste Isolationsschicht und eine zweite Isolationsschicht auf. Das Isolationselement ist also bevorzugt zweilagig ausgebildet. Bevorzugt ist die erste Isolationsschicht in einem montierten Zustand des Isolationselements in dem Gehäuse dem Hochvoltbereich zugewandt. Bei dem Isolationselement ist die erste Isolationsschicht elektrisch isolierend ausgebildet. Mit anderen Worten ist die erste Isolationsschicht aus einem elektrisch nicht-leitenden Material gebildet. Die zweite Isolationsschicht ist dazu eingerichtet, Feuchtigkeit aufzunehmen. Mit anderen Worten ist die zweite Isolationsschicht dazu eingerichtet, eine Flüssigkeit oder Feuchtigkeit zu absorbieren. Bevorzugt ist die zweite Isolationsschicht in einem montierten Zustand des Isolationselements dem Niedervoltbereich zugewandt. Durch die zwei Isolationsschichten ist das Isolationselement multifunktional ausgestaltet. Die erste Isolationsschicht gewährleistet die elektrisch isolierende Eigenschaft des Isolationselements. Das zweite Isolationselement gewährleistet einen Schutz externer Einflüsse, wie zum Beispiel Flüssigkeiten oder Feuchtigkeit.
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Durch die Trennung der spannungsführenden Teile mittels des Isolationselements ist das Steuergerät besonders zuverlässig und sicher ausgelegt. Durch die Anordnung des Isolationselements in dem Gehäuse kann das Isolationselement durch äußere Einwirkungen nicht so leicht beschädigt werden. Dadurch ist das Steuergerät besonders robust ausgestaltet. Ferner kann durch das Isolationselement Bauraum eingespart werden, da die spannungsführenden Teile durch das Isolationselement näher zueinander angeordnet sein dürfen, als wenn der Mindestabstand mit Luft als Isolator eingehalten werden muss.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Isolationselement an einer Innenseite zumindest einer Wandung des Gehäuses, welche dem Gehäuseinnenraum zugewandt ist, angeordnet ist. Mit anderen Worten kann das Isolationselement direkt an der Innenseite der zumindest einen Wandung des Gehäuses anliegen. Beispielsweise ist das Isolationselement im Inneren des Gehäuses am Boden des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse des Steuergeräts kann ferner aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Aluminium, gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass das Gehäuse des Steuergeräts dem Niedervoltbereich zugeordnet ist. Das ist insbesondere der Fall, wenn das Gehäuse auf Masse liegt. Mit anderen Worten ist insbesondere das Gehäuse des Steuergeräts das Massepotential. Durch die Anordnung des Isolationselements direkt an einer Wandung des Gehäuses, kann das Isolationselement auf besonders einfache und zuverlässige Art und Weise im Gehäuse fixiert werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die erste Isolationsschicht, als Kunststofffolie, insbesondere aus Polyimid oder Polypropylen, ausgebildet ist. Eine Kunststofffolie, insbesondere aus Polyimid oder Polypropylen, hat den Vorteil, dass diese besonders leicht ausgestaltet ist und dennoch eine besonders hohe Stabilität und eine besonders hohe chemische Beständigkeit aufweist. Des Weiteren hat die Kunststofffolie den Vorteil, dass sie besonders kostengünstig herstellbar ist, was die Wirtschaftlichkeit des Steuergeräts erhöht.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die zweite Isolationsschicht ein Vlies und/oder ein schwammartiges Material und/oder ein Textil umfasst. Unter einem Vlies oder Vliesstoff ist im Sinne der Erfindung bevorzugt ein Gebilde aus Fasern zu verstehen. Mit anderen ist die zweite Isolationsschicht bevorzugt aus textilen Fasern gebildet. Vlies oder Vliesstoffe sind flexible textile Flächengebilde, das heißt, sie sind besonders leicht und biegsam. Bei dem schwammartigen Material kann es sich bevorzugt um ein saugfähiges Material mit Poren handeln. Bei einem Textil kann es sich beispielsweise um Baumwolle oder Filz handeln. Derartige Materialen sind besonders zuverlässig, um Feuchtigkeit oder eine Flüssigkeit aufzunehmen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Isolationselement eine Schichtdicke zwischen 1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm auf. Dadurch weist das Isolationselement eine besonders geringe Schichtdicke auf. Durch die geringe Schichtdicke kann Bauraum im Gehäuse eingespart und beispielsweise das Gehäuse kleiner dimensioniert werden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Isolationselement eine Klebeschicht aufweist, welche an der zweiten Isolationsschicht angeordnet ist. Insbesondere ist die Klebeschicht bereichsweise auf die zweite Isolationsschicht aufgetragen. Mit bereichsweise ist hier bevorzugt gemeint, dass die Klebeschicht nicht vollständig die zweite Isolationsschicht bedeckt. Die Klebeschicht bedeckt vorzugweise nur vorbestimmte Bereiche der Oberfläche der zweiten Isolationsschicht. Beispielsweise kann das Isolationselement mittels Klebestreifen in dem Gehäuse fixiert sein. Die Klebeschicht dient bevorzugt zur Fixierung des Isolationselements in dem Gehäuse. Durch die Klebeschicht kann das Isolationselement besonders einfach und zuverlässig fixiert werden. Zudem kann die Klebeschicht als weitere Isolationsschicht dienen. Besonders bevorzugt kann das Isolationselement eine weitere Klebeschicht aufweisen. Die weitere Klebeschicht kann dabei zwischen der ersten Isolationsschicht und der zweiten Isolationsschicht angeordnet sein. Bevorzugt ist Klebeschicht gleichmäßig zwischen den beiden Schichten verteilt, also durchgehend, angeordnet. Die weitere Klebeschicht bildet bevorzugt eine weitere Lage oder Schicht des Isolationselements. Die zweite Isolationsschicht dient bevorzugt zur Fixierung der beiden Schichten - erste Isolationsschicht und zweite Isolationsschicht - aneinander. Durch die weitere Klebeschicht können die Isolationsschichten besonders einfach und zuverlässig miteinander verklebt werden. Zudem kann die weitere Klebeschicht als weitere Isolationsschicht dienen.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet.
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Die für das erfindungsgemäße Steuergerät beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur (Fig.) ist schematisch ein Steuergerät 10 in einer Schnittansicht gezeigt. Das Steuergerät 10 ist bevorzugt als Battery Junction Box (kurz BJB) oder Batterie Verteiler Box ausgebildet. Alternativ kann das Steuergerät auch als elektrischer Wandler, insbesondere DC/DC-Wandler, oder als Ladegerät oder als leistungselektronisches Gerät ausgebildet sein. Das Steuergerät 10 wird bevorzugt in einem Kraftfahrzeug realisiert. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Zum Beispiel kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Elektrofahrzeug handeln.
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Das Steuergerät 10 ist unterteilt in einen Hochvoltbereich 12 und einen Niedervoltbereich 14. Im Hochvoltbereich liegen im Betrieb des Steuergeräts 10 bevorzugt Spannungen von über 60 V, besonders bevorzugt von 450 V, vor. Im Niedervoltbereich 14 liegen im Betrieb des Steuergeräts 10 hingegen Spannung von unter 60 V vor. In dem Hochvoltbereich 12 sind elektrische oder elektronische Komponenten oder Bauteile angeordnet, an welchen im Betrieb des Steuergeräts 10 Spannungen von über 60 V anliegen. Als elektrisches Bauteil kann im Hochvoltbereich 12 beispielsweise eine Platine angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können als elektrische Bauteile im Hochvoltbereich 12 beispielsweise ein oder mehrere Schütze und/oder ein oder mehrere Relais und/oder elektrische Leitungen angeordnet sein. In dem Niedervoltbereich 14 können elektrische oder elektronische Komponenten oder Bauteile angeordnet sein, an welchen im Betrieb des Steuergeräts 10 Spannungen unter 60 V anliegen.
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Wie der Figur zu entnehmen ist, weist das Steuergerät 10 mehrere Anschlüsse oder Stecker auf. An einer Oberseite 16 eines Gehäuses 17 des Steuergeräts 10 ist ein erster elektrischer Anschluss 18 vorgesehen. Der erste elektrische Anschluss 18 ist bevorzugt als Hochvolt-Pinschnittstelle ausgebildet. Der erste elektrische Anschluss 18 ist dazu eingerichtet, das Steuergerät 10 mit einer Batterie (in Fig. nicht gezeigt) elektrisch zu koppeln. Der erste elektrische Anschluss 18 ferner weist einen Pluspol und einen Minuspol als Hochvolt-Pinschnittstelle auf.
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Das Steuergerät 10 weist an einer Seitenwand 20 einen zweiten elektrischen Anschluss 22 auf. Der zweite elektrische Anschluss 22 ist dazu eingerichtet, das Steuergerät, insbesondere den Hochvoltbereich 12 des Steuergeräts 10, mit einem Antrieb (in Fig. nicht gezeigt), insbesondere einer Leistungselektronik des Antriebs, elektrisch miteinander zu koppeln. Bevorzugt ist der erste elektrische Anschluss 18 des Steuergeräts 10 elektrisch, insbesondere über den Hochvoltbereich 12, mit dem zweiten elektrischen Anschluss 22 gekoppelt oder verbunden. Dadurch kann beispielsweise eine an den ersten elektrischen Anschluss 18 gekoppelte Batterie über das Steuergerät 10 den Antrieb, beispielsweise des Kraftfahrzeugs, mit elektrischer Energie versorgen. Der zweite elektrische Anschluss 22 ist dabei bevorzugt als Traktionsstecker, insbesondere als Hochvolt-Traktionsstecker, ausgebildet.
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Ferner weist das Steuergerät 10 einen dritten elektrischen Anschluss 24 auf. Der dritte elektrische Anschluss 24 ist auf der gleichen Seitenwand 20 wie der zweite elektrische Anschluss 22 angeordnet. Der dritte elektrische Anschluss 24 dient bevorzugt dazu, das Steuergerät 10, insbesondere den Hochvoltbereich 12 des Steuergeräts 10, elektrisch mit einem Stromnetz zu koppeln. Bevorzugt ist das Steuergerät 10 über den dritten elektrischen Anschluss 24 mit einem Ladegerät oder einem On-Board-Charger (kurz OBC) koppelbar. Bei einem Ladegerät handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zum Laden einer Batterie.
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Der erste elektrische Anschluss 18, der zweite elektrische Anschluss 22 und der dritte elektrische Anschluss 24 sind bevorzugt dem Hochvoltbereich 12 zugeordnet.
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Schließlich weist das Steuergerät 10 einen vierten elektrischen Anschluss 26 auf. Der vierte elektrische Anschluss 26 ist auf einer der Seitenwand 20 gegenüberliegenden Seitenwand 28 des Steuergeräts 10 angeordnet. Der vierte elektrische Anschluss 26 ist dabei bevorzugt dem Niedervoltbereich 14 zugeordnet. Der vierte elektrische Anschluss 26 dient bevorzugt zum elektrischen Koppeln des Steuergeräts 10 mit einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs.
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Das Gehäuse 17 des Steuergeräts kann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Aluminium, gebildet sein. Ferner kann auch das Gehäuse 17 des Steuergeräts 10 dem Niedervoltbereich 14 zugeordnet sein. Das ist insbesondere der Fall, wenn das Gehäuse 17 auf Masse liegt. Mit anderen Worten ist insbesondere das Gehäuse 17 des Steuergeräts 10 das Massepotential.
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Das Gehäuse 17 weist Wandungen auf, welche einen Gehäuseinnenraum 29 einschließen. In dem Gehäuseinnenraum 29 sind Bauteile angeordnet, welche dem Hochvoltbereich 12 und dem Niedervoltbereich 14 zugeordnet sind.
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Damit der Niedervoltbereich 14 und der Hochvoltbereich 12 nicht miteinander in Kontakt kommen, ist zwischen den beiden Bereich 12, 14 ein vorbestimmter Abstand vorgesehen. Um diesen Abstand möglich gering halten zu können und damit Bauraum einsparen zu können, ist zwischen dem Niedervoltbereich 14 und dem Hochvoltbereich 12 ein Isolationselement 30 angeordnet. Das Isolationselement 30 trennt den Niedervoltbereich 14 und den Hochvoltbereich 12 bevorzugt galvanisch voneinander.
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Das Isolationselement 30 ist bevorzugt an einer Innenseite zumindest einer Wandung des Gehäuses 17. Besonders bevorzugt ist das Isolationselement 30 an einer Unterseite oder einem Boden 32 des Gehäuses 17 in dem Gehäuseinnenraum 29 angeordnet. Mit anderen Worten ist das Isolationselement 30 bevorzugt am tiefsten Punkt im Gehäuse 17 angeordnet. Das ist insbesondere notwendig, wenn auch das Gehäuse 17 beziehungsweise die Wandungen des Gehäuses 17 auf Masse liegen. Zusätzlich oder alternativ kann es auch vorgesehen, dass das Isolationselement 30 auch an mehreren Wandungen an der Innenseite des Gehäuses 17 in dem Gehäuseinnenraum 29 angeordnet ist. In der Figur ist das Isolationselement 30 zusätzlich an der Innenseite der Seitenwand 20 und der Seitenwand 20 gegenüberliegenden Seitenwand 28 angebracht. Zusätzlich oder alternativ kann das Isolationselement 30 den Hochvoltbereich 12 auch vollständig umgeben.
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Zur Fixierung des Isolationselements 30 in dem Gehäuse 17 kann das Isolationselement 30 beispielsweise an die Innenseite zumindest einer Wandung des Gehäuses 17 geklebt werden. Dazu kann das Isolationselement 30 beispielsweise eine Klebeschicht (in Fig. nicht gezeigt) aufweisen. Die Klebeschicht ist zur Fixierung des Isolationselements 30 also zwischen der zumindest einen Wandung des Gehäuses 17 und dem Isolationselement 30 vorgesehen.
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Das Isolationselement 30 hat bevorzugt neben den isolierenden Eigenschaften weitere Eigenschaften zu erfüllen. Das Isolationselement 30 weist dazu zwei Schichten - eine erste Isolationsschicht 34 und eine zweite Isolationsschicht 36 - auf. Das Isolationselement 30 ist dabei derart in dem Gehäuse 17 angeordnet, dass die erste Isolationsschicht 34 dem Hochvoltbereich 12 und die zweite Isolationsschicht 36 dem Niedervoltbereich 14 zugeordnet ist.
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Die erste Isolationsschicht 34 ist dabei als Kunststofffolie ausgebildet. Beispielsweise kann die Kunststofffolie aus Polyimid oder Polypropylen gebildet sein. Die erste Isolationsschicht 34 dient zur elektrischen Isolierung. Die zweite Isolationsschicht 36 ist dazu eingerichtet, eindringende Feuchtigkeit in das Gehäuse 17 aufzunehmen. Dazu weist die zweite Isolationsschicht 36 Vlies oder einen Vliesstoff auf. Dringt Feuchtigkeit oder ein Fluid oder eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder eine Kühlflüssigkeit, in den Gehäuseinnenraum 29, so kann diese durch die zweite Isolationsschicht 36 absorbiert oder aufgenommen werden. Im Betrieb des Steuergeräts 10 wärmt sich der Gehäuseinnenraum 29 auf. Dadurch kann die in der zweiten Isolationsschicht 36 aufgenommene Flüssigkeit verdampfen und von der zweiten Isolationsschicht 36 abgegeben werden. Über ein Druckausgleichselement (in Fig. nicht gezeigt) kann die Feuchtigkeit aus dem Gehäuseinnenraum 29 an die Umgebung des Steuergeräts 10 oder des Gehäuses 17 abgeleitet oder abgegeben werden.
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Damit der Hochvoltbereich 12 und der Niedervoltbereich 14 ausreichend voneinander getrennt sind, weist das Isolationselement 30 eine Schichtdicke zwischen 1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 2mm, auf.
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Im Folgenden soll noch auf eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eingegangen werden. Bei dieser Ausführungsform weist das Steuergerät 10 ein Gehäuse 17 auf, welches den Gehäuseinnenraum 29 einschließt. Das Gehäuse 17 ist bevorzugt aus einem elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel Aluminium, gebildet. Das Steuergerät 10 ist in den Hochvoltbereich 12 und den Niedervoltbereich 14 unterteilt. Dabei umfasst der Niedervoltbereich 14 das Gehäuse 17 beziehungsweise die Wandungen des Gehäuses 17. Der Hochvoltbereich 12 weist eine Platine auf, an welcher im Betrieb des Steuergeräts 10 Spannungen über 60 V anliegen. Die Platine ist dabei in dem Gehäuseinnenraum 29 angeordnet. Um die Platine gegenüber dem Gehäuse 17 zu isolieren, ist zwischen der Platine zumindest einer Wandung des Gehäuses 17, an welcher die Platine angeordnet ist, das Isolationselement 30 angebracht. Das Isolationselement 30 liegt also zwischen der Platine und der zumindest einen Wandung des Gehäuses 17. Die Platine kann beispielsweise mit Hilfe von Bolzen, welche aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, zu der zumindest einen Wandung beabstandet sein. Bei der zumindest einen Wandung kann es sich beispielsweise um eine Bodenplatte des Gehäuses 17 handeln. Zusätzlich können auch die Wandungen des Gehäuses 17, welche an die Platine angrenzen oder die Platine umgeben, ebenfalls mit dem Isolationselement 30 versehen werden. Dabei muss nicht jeweils die komplette Wandung mit dem Isolationselement 30 versehen sein, sondern lediglich so viel, wie sich die Platine entlang der entsprechenden Wandung erstreckt.
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Insgesamt ist durch die Erfindung eine Robustheitssteigerung von einem Hochvolt-Gerät durch eine elektrisch isolierende, Nässe aufnehmende Zweilagenfolie beschrieben.
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Steuergeräte, insbesondere Hochvoltsteuergeräte, besitzen einen Niedervoltbereich (LV) oder Niederspannungsbereich sowie einen Hochvoltbereich (HV) oder Hochspannungsbereich. Beide Bereiche müssen gemäß anzuwendender Isolationskoordinationsspezifikation sicher voneinander galvanisch getrennt ausgeführt sein.
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Zur Trennung der beiden Bereiche kann beispielsweise eine Isolationsfolie, um Beispiel aus Polypropylen, eingesetzt werden. Insbesondere eine Isolationsfolie aus Polypropylen ist flammhemmend und elektroisolierend ausgebildet.
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Um eine hohe Robustheit von dem Steuergerät zu gewährleisten, muss ebenso sichergestellt sein, dass keine Nässe in das Steuergerät eindringen kann.
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Um im Fehlerfall, das heißt, Eindringen von Nässe durch zum Beispiel Kabelbeschädigungen oder defekte Kühlleitungen-/Kühlplatten, trotzdem eine besonders hohe Robustheit zu gewährleisten, kommen zudem saugfähige Vliesstoffe zum Einsatz, die die geringe Mengen an eindringender Nässe definiert aufnehmen, binden und definiert wieder abgeben können.
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Bereitgestellt wird also ein zweilagiges, elektrisch isolierendes, saugfähiges Material oder Isolationselement. Das Isolationselement kann durch eine Klebeschicht an entsprechenden Komponenten, wie beispielsweise einer Innenseite eines Gehäuses des Steuergeräts, angebracht werden.
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Die erste Lage oder die erste Isolationsschicht des Isolationselements dient zur elektrischen Isolation. Die zweite Lage oder die zweite Isolationsschicht des Isolationselements ist aus einem saugfähigen Material gebildet, das Nässe oder Feuchtigkeit definiert aufnimmt. Beispielsweise kann das Material aus Vlies oder einem Vliesstoff gebildet sein.
