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Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf einen Wechselrichter für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Montieren eines Wechselrichters für ein Fahrzeug.
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Wechselrichter können in Fahrzeugen insbesondere verwendet werden, um elektrischen Gleichstrom aus einem Energiespeicher, beispielsweise einer Batterie, in elektrischen Wechselstrom für eine elektrische Maschine umzurichten. Hierbei liegt eine Wechselstromschnittstelle zwischen dem Wechselrichter und der elektrischen Maschine vor.
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Die
EP 0 907 310 A2 offenbart eine Anschlussvorrichtung für thermisch belastete Stromleiter, insbesondere in Umrichtern oder dergleichen.
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Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz einen verbesserten Wechselrichter für ein Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Montieren eines Wechselrichters für ein Fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere ein Wechselrichter bereitgestellt werden, dessen Wechselstromanschluss für einen Toleranzausgleich hinsichtlich einer Geometrie bei einer elektrischen Kontaktierung während eines Einbaus in ein Fahrzeug verschiebbar ist und zudem nach erfolgtem Einbau, Toleranzausgleich und hergestelltem elektrischen Kontakt mittels einer Vergussmasse fixierbar ist. Das Fixieren unter Verwendung der Vergussmasse kann beispielsweise nach dem Toleranzausgleich hinsichtlich der Positionierung des Wechselrichters erfolgen. Hierbei kann insbesondere ein je nach Anwendungsfall individuell eingestellter, von dem Toleranzausgleich abhängiger Teilabschnitt des Wechselstromanschlusses innerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsbeispielen insbesondere selbst nach einer Montage im eingebauten Zustand eine Verschiebung der Wechselstromanschlüsse entlang ihrer Längsachse zuverlässig verhindert werden. Somit kann beispielsweise in Betrieb einer elektrischen Achse verhindert werden, dass Schwingungen oder Vibrationen auf den Wechselrichter einwirken bzw. an gemeinsamen Schnittstellen, wie beispielsweise des mindestens einen Wechselstromanschlusses, zwischen einem Antrieb und dem Wechselrichter in den Wechselrichter übertragen werden. Anders ausgedrückt können Vibrationen auf den Wechselrichter und gegebenenfalls innen liegende Komponenten des Wechselrichters reduziert werden und kann somit eine mögliche Beeinträchtigung des Wechselrichters aufgrund von Vibrationen verhindert werden.
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Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsbeispielen somit beispielsweise durch geeignete Positionierung ein Toleranzausgleich entlang der Längsachse des mindestens einen Wechselstromanschlusses ermöglicht werden. Dadurch können Bauteile, wie zum Beispiel ein Stromsensor des Wechselrichters, vorteilhaft positioniert werden, sodass beispielsweise verhindert werden kann, dass eine Leiterplatte des Wechselrichters Spannungen ausgesetzt wird, welche ansonsten durch nicht ausgeglichene Toleranzen zustande kämen. Somit kann verhindert werden, dass insbesondere Vibrationen, die von einem Antrieb des Fahrzeugs kommen, in das Innere des Wechselrichters bzw. auf die Leiterplatte übertragen werden. Ferner kann aufgrund der Vergussmasse der zumindest eine Wechselstrom Anschluss bei einem Transport des Wechselrichters ohne den Antrieb robuster gemacht werden. Auch bei Montage des Wechselrichters an dem Antrieb kann aufgrund des vergossenen Wechselstromanschlusses vorteilhaft verhindert werden, dass beispielsweise Schläge oder andere Kräfte auf den zumindest einen Wechselstrom Anschluss gedämpft werden.
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Ferner kann gemäß Ausführungsbeispielen vorteilhafterweise insbesondere eine durch den zumindest einen Wechselstromanschluss repräsentierte Schnittstelle zwischen dem Wechselrichter und beispielsweise einem Antrieb gelöst werden, ohne dass der Wechselrichter dafür zu öffnen wäre. Daher kann eine Servicefähigkeit verbessert werden. Somit kann insbesondere ein Wechselrichter mit zumindest einem servicefähigen Wechselstromanschluss mit Toleranzausgleich bereitgestellt werden.
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Es wird ein Wechselrichter für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei der Wechselrichter ein Gehäuse und mindestens einen Wechselstromanschluss aufweist, wobei das Gehäuse ausgeformt ist, um den mindestens einen Wechselstromanschluss zum Toleranzausgleich entlang einer Längsachse des mindestens einen Wechselstromanschlusses verschiebbar teilweise innerhalb des Gehäuses aufzunehmen, wobei der Wechselrichter eine Vergussmasse aufweist, wobei der mindestens eine Wechselstromanschluss mittels der Vergussmasse bezüglich der Längsachse relativ zu dem Gehäuse mechanisch fixiert ist.
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Bei dem Wechselrichter kann es sich um einen Antriebswechselrichter zur Verwendung in einem Fahrzeug, beispielsweise zwischen einer Fahrzeugbatterie und einem Antriebssystem des Fahrzeugs, handeln. Das Fahrzeug kann als ein Hybridfahrzeug, teilelektrisch betriebenes Fahrzeug, Elektrofahrzeug oder elektrisch betriebenes Fahrzeug ausgeführt sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Landfahrzeug, was Fahrzeug oder Luftfahrzeug handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug handeln, beispielsweise einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Die Längsachse des mindestens einen Wechselstromanschlusses kann eine Längserstreckungsachse des mindestens einen Wechselstromanschlusses in einem Bereich eines Durchtrittes des mindestens einen Wechselstromanschlusses durch das Gehäuse repräsentieren.
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Auch kann die Vergussmasse einen Teilabschnitt einer Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses umgebend angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der mindestens eine Wechselstromanschluss noch stabiler und sicherer fixiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der mindestens eine Wechselstromanschluss als ein Bolzen ausgeformt sein. Hierbei kann der mindestens eine Wechselstromanschluss an eine interne Sammelschiene des Wechselrichters angeschlossen sein.
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Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Toleranzausgleich durch die als separate Bauteile ausgeführten Bolzen weiter vereinfacht werden kann.
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Dabei kann in dem mindestens einen Wechselstromanschluss mindestens eine Nut ausgeformt sein. Hierbei kann sich die Vergussmasse in die mindestens eine Nut erstrecken. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der mindestens eine Wechselstromanschluss zuverlässig und robust gegenüber einer Bewegung entlang der Längsachse in dem Gehäuse fixiert werden kann.
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Ferner kann dabei der mindestens eine Wechselstromanschluss gehäuseinnenseitig einen Sechskantkopf aufweisen. So kann eine Montage vereinfacht werden, wobei ein unbeabsichtigtes Verdrehen des mindestens einen Wechselstromanschlusses verhindert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann der mindestens eine Wechselstromanschluss gehäuseinnenseitig eine Blindbohrung mit einem Gewinde zum Anschließen einer internen Sammelschiene des Wechselrichters aufweisen. Über die Blindbohrung kann mittels einer Schraube der mindestens eine Wechselstromanschluss elektrisch und mechanisch mit einer internen Sammelschiene des Wechselrichters verbunden sein oder werden. Auf diese Weise kann ein elektrischer Anschluss des mindestens einen Wechselstromanschlusses an die interne Sammelschiene vereinfacht werden. Gehäuseinnenseitig bedeutet in einem montierten Zustand des Wechselrichters innerhalb des Gehäuses angeordnet, einem Innenraum des Gehäuses zugewandt und zusätzlich oder alternativ von einer äußeren Umgebung des Gehäuses abgewandt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der mindestens eine Wechselstromanschluss als eine Sammelschiene ausgeformt sein. Hierbei kann die Sammelschiene an ein Leistungsmodul des Wechselrichters angeschlossen sein. Anders ausgedrückt kann dabei ein Teilabschnitt einer internen Sammelschiene des Wechselrichters als Wechselstromanschluss ausgeformt sein. Somit kann eine Kosteneinsparung erzielt werden, wobei eine Funktion des Toleranzausgleichs ist vor dem Vergussprozess dennoch ermöglicht werden kann. Zudem kann eine Reduzierung des Kontaktwiderstandes erreicht werden, weshalb eine Reduzierung eines Querschnitts der Sammelschiene ermöglicht werden kann.
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Ferner kann der Wechselrichter eine Haltevorrichtung zum Halten des mindestens einen Wechselstromanschlusses aufweisen. Hierbei kann die Haltevorrichtung an dem Gehäuse befestigt sein. Die Haltevorrichtung kann ausgebildet sein, um den mindestens einen Wechselstromanschluss bezüglich mindestens einer Bewegungsachse zu halten. Auch kann die Haltevorrichtung einstückig ausgeformt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass lediglich ein Bauteil benötigt wird, anstelle von beispielsweise zwei Bauteilen, wie zum Beispiel einer Halterung und einem Niederhalter.
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Dabei kann die Vergussmasse einen Zwischenraum zwischen einem Teilabschnitt einer Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses und einem Teilabschnitt der Haltevorrichtung ausfüllen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Vergussmasse auch eine Abdichtungsfunktion übernehmen kann. Somit kann gegebenenfalls ein Dichtelement zwischen Wechselstromanschluss und Haltevorrichtung eingespart werden.
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Auch kann dabei die Haltevorrichtung hülsenförmig, zum Einsatz in eine Öffnung des Gehäuses und zur Aufnahme eines Teilabschnitts einer Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses ausgeformt sein. Hierbei kann die Haltevorrichtung mindestens eine Nut zur Aufnahme mindestens eines Dichtelements aufweisen. Die Haltevorrichtung kann ferner mindestens einen Aufnahmeabschnitt für einen Sechskantkopf eines als Bolzen ausgeformten Wechselstromanschlusses aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine stabile und platzsparende sowie einfach zu montierende Halterung für den mindestens einen Wechselstromanschluss realisiert werden kann.
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Zudem kann dabei der Wechselrichter mindestens ein Dichtelement zum Abdichten zwischen der Haltevorrichtung und dem Gehäuse und zusätzlich oder alternativ zwischen der Haltevorrichtung und dem mindestens einen Wechselstromanschluss aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Haltevorrichtung und angrenzenden Bauteilen auf einfache Weise erreicht werden kann.
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Insbesondere wenn der mindestens eine Wechselstromanschluss als eine Sammelschiene ausgeformt ist, kann gemäß einer Ausführungsform die Vergussmasse einen Zwischenraum zwischen einem Teilabschnitt einer Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses und einem Teilabschnitt des Gehäuses ausfüllen. Der Teilabschnitt des Gehäuses kann einen Bereich einer Öffnung des Gehäuses aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Vergussmasse sowohl zur Fixierung als auch zur Abdichtung verwendet werden kann. Zudem können Teile eingespart werden, beispielsweise eine Haltevorrichtung.
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Ein Verfahren zum Montieren eines Wechselrichters für ein Fahrzeug weist folgende Schritte auf:
- Anordnen mindestens eines Wechselstromanschlusses auf zum Toleranzausgleich entlang einer Längsachse des mindestens einen Wechselstromanschlusses verschiebbare Weise teilweise innerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters; und
- Applizieren von Vergussmasse, um den mindestens einen Wechselstromanschluss bezüglich der Längsachse relativ zu dem Gehäuse mechanisch zu fixieren.
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Durch Ausführen des Verfahrens zum Montieren kann eine Ausführungsform des vorstehend genannten Wechselrichters hergestellt oder fertig montiert werden. Insbesondere kann durch Ausführen des Verfahrens zum Montieren ein vorteilhafter Einbau des Wechselrichters in ein Fahrzeug ermöglicht werden. Im Schritt des Applizierens kann die Vergussmasse aufgebracht und gegebenenfalls gehärtet oder vernetzt werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters;
- 2 eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 1;
- 3 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 3 in einem ersten Montagezustand;
- 5 eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 3 in einem zweiten Montagezustand;
- 6 eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 3 in einem dritten Montagezustand;
- 7 eine schematische Teilschnittdarstellung des Wechselrichters aus 3 in dem dritten Montagezustand;
- 8 eine schematische Darstellung des Wechselstromanschlusses aus einer der 3 bis 7;
- 9 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 10 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 11 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Montieren gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 12 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Wechselrichter gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters 100. Bei dem Wechselrichter 100 handelt es sich um einen Antriebswechselrichter oder dergleichen für ein Fahrzeug. Der Wechselrichter 100 weist ein Gehäuse 110, eine Leiterplatte 120, einen Stromsensor 130, eine Wechselstrom-Sammelschiene 140, einen Wechselstrom-Bolzen 150, einen Anschluss 155 für eine elektrische Maschine, eine Halterung 160 für den Wechselstrom-Bolzen 150, einen Niederhalter 170, eine Dichtung 180 und einen O-Ring 190 auf.
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Hierbei werden Wechselstrom-Bolzen 150 verwendet, welche in die Halterung 160 montiert sind. Die Halterung 160 ist durch den Niederhalter 170 als zusätzliches Bauteil in dem Gehäuse 110 des Wechselrichters 100 fixiert. Eine Verschiebung der Wechselstrom-Bolzen 150 nach der Montage bzw. in einem eingebauten Zustand ist entlang deren Längserstreckungsachse noch möglich.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 1. Hierbei sind von dem Wechselrichter aus 1 ein Teilabschnitt des Gehäuses 110, Teilabschnitte der Wechselstrom-Sammelschiene 140, lediglich beispielhaft drei Wechselstrom-Bolzen 150, ein Teilabschnitt der Halterung 160 sowie der Niederhalter 170 dargestellt. Die Halterung 160 ist beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial ausgeformt.
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3 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist in 3 ein Teilabschnitt des Wechselrichters 300 dargestellt. Der Wechselrichter 300 ist für ein Fahrzeug vorgesehen, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit zumindest teilweise elektrischen Antrieb, beispielsweise einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder anderes Nutzfahrzeug. Beispielsweise ist der Wechselrichter 300 als ein Antriebswechselrichter ausgeführt.
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Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Wechselrichter 300 ein Gehäuse 310, eine Leiterplatte 320, einen Stromsensor 330, eine Wechselstrom-Sammelschiene 340, auch interne Sammelschiene 340 genannt, und mindestens einen Wechselstromanschluss 350 in Gestalt eines Bolzens. Der Wechselstromanschluss 350 in Gestalt des Bolzens weist einen Kopfabschnitt 352, eine Nut 354, eine Blindbohrung 356 und einen Anschlussabschnitt 358 auf. Ferner ist eine Längsachse 355 des Bolzens dargestellt. Der Wechselrichter 300 umfasst ferner eine Haltevorrichtung 360 zum Halten des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350, ein erstes Dichtelement 372 und ein zweites Dichtelement 374 auf.
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Der Wechselrichter 300 weist interne Komponenten auf, von denen darstellungsbedingt in 3 insbesondere die Leiterplatte 320, der Stromsensor 330 und die Wechselstrom-Sammelschiene 340 gezeigt sind. Auch wenn darstellungsbedingt in 3 lediglich ein Wechselstromanschluss 350 gezeigt ist, sei angemerkt, dass der Wechselrichter 300 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beispielhaft drei Wechselstromanschlüsse 350 zur Ausgabe von Wechselstrom aufweist, wie es in nachfolgend beschriebenen Figuren noch ersichtlich wird. Ferner weist der Wechselrichter 300 eine Vergussmasse auf, auf die unter Bezugnahme auf nachfolgend beschriebenen Figuren noch detaillierter eingegangen wird.
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Die internen Komponenten des Wechselrichters 300 sind innerhalb des Gehäuses 310 angeordnet. Der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 ist lediglich partiell innerhalb des Gehäuses 310 angeordnet. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Haltevorrichtung 360 lediglich partiell innerhalb des Gehäuses 310 angeordnet. Im Bereich des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 weist das Gehäuse 310 zumindest eine Öffnung zur Aufnahme des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 auf. Dabei ist das Gehäuse 310 ausgeformt, um bei einem Montageprozess den mindestens einen Wechselstromanschluss 350 auf eine zum Toleranzausgleich entlang der Längsachse 355 verschiebbare Weise partiell innerhalb des Gehäuses 210 aufzunehmen.
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Der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 erstreckt sich entlang der Längsachse 355 durch eine Wand des Gehäuses 310 hindurch. Dabei ist der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 elektrisch an die Wechselstrom-Sammelschiene 340 angeschlossen. Genauer gesagt ist der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 an dem Kopfabschnitt 352 elektrisch an die Wechselstrom-Sammelschiene 340 angeschlossen. Der Kopfabschnitt 352 ist innerhalb des Gehäuses 310 angeordnet. Der Anschlussabschnitt 358 ist außerhalb des Gehäuses 310 angeordnet. An dem Anschlussabschnitt 358 ist der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 elektrisch an eine Antriebseinrichtung des Fahrzeugs anschließbar, insbesondere eine elektrische Maschine.
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Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Kopfabschnitt 352 beispielsweise einen sechseckigen Querschnitt auf. Anders ausgedrückt handelt es sich bei dem Kopfabschnitt 352 um einen Sechskantkopf. In dem Kopfabschnitt 352 ist die Nut 354 ausgeformt. Die Nut 354 ist ausgeformt, um eine Fixierung des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 bezüglich der Längsachse 355 mittels Vergussmasse zu verbessern und/oder zu ermöglichen. Ferner ist in dem Kopfabschnitt 352 die Blindbohrung 356 ausgeformt. Die Blindbohrung 356 ist mit einem Gewinde, genauer gesagt einem Innengewinde, zum elektrischen Anschließen des Wechselstromanschlusses 350 an die Wechselstrom-Sammelschiene 340 versehen. Somit ist die Wechselstrom-Sammelschiene 340 an der Blindbohrung 356 mittels einer Schraube mit dem Wechselstromanschluss 350 durch Verschrauben verbindbar.
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Die Haltevorrichtung 360 ist ausgebildet, um den mindestens einen Wechselstromanschluss 350 zu halten. Dazu ist die Haltevorrichtung 360 an dem Gehäuse 310 befestigbar ausgeformt. Dabei ist die Haltevorrichtung 360 in die zumindest eine Öffnung des Gehäuses 310 einsetzbar ausgeformt. Ferner ist die Haltevorrichtung 360 ausgeformt, um einen Teilabschnitt einer Länge des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 aufzunehmen, genauer gesagt zu umschließen. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 360 hülsenförmig ausgeformt. Die Haltevorrichtung 360 ist in die Öffnung des Gehäuses 310 eingesetzt. Ein Teilabschnitt einer Länge oder Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 ist von der Haltevorrichtung 360 umschlossen.
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Ferner ist in der Haltevorrichtung 360 eine Nut oder Aufnahmenut zur Aufnahme des ersten Dichtelements 372 ausgeformt. Das erste Dichtelement 372 ist in der Aufnahmenut angeordnet und befindet sich in Anlage gegen die Haltevorrichtung 360 sowie das Gehäuse 310. Die Aufnahmenut ist in einem Abstützungsabschnitt der Haltevorrichtung 360 ausgeformt. Der Abstützungsabschnitt der Haltevorrichtung 360 ist ausgeformt, um eine Abstützung der Haltevorrichtung 360 gegen eine Innenseite des Gehäuses 310 zu ermöglichen. Das erste Dichtelement 372 ist ausgebildet, um eine Abdichtung zwischen der Haltevorrichtung 360 und dem Gehäuse 310 zu bewirken. Das zweite Dichtelement 374 ist zwischen der Haltevorrichtung 360 und mindestens einen Wechselstromanschluss 350 angeordnet. Dabei befindet sich das zweite Dichtelement 374 in Anlage gegen die Haltevorrichtung 360 und den mindestens einen Wechselstromanschluss 350. Somit ist das zweite Dichtelement 374 ausgebildet, um eine Abdichtung zwischen der Haltevorrichtung 360 und dem mindestens einen Wechselstromanschluss 350 zu bewirken. Das erste Dichtelement 372 und/oder das zweite Dichtelement 374 sind als Dichtungsringe ausgeformt.
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Auf den Wechselstromanschluss 350 sowie auf die Haltevorrichtung 360 wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren noch detaillierter eingegangen.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 3 in einem ersten Montagezustand. In dem in 4 dargestellten Teilabschnitt sind von dem Wechselrichter aus 3 hierbei die Kopfabschnitte von drei Wechselstromanschlüssen 350, ein Teilabschnitt der Haltevorrichtung 360 sowie zwei Befestigungsmittel 465 zum Befestigen der Haltevorrichtung 360 an dem Gehäuse 310, genauer gesagt in dem Gehäuse 310, gezeigt. Hierbei ist der sechseckige Querschnitt oder Grundriss jedes Kopfabschnittes der Wechselstromanschlüsse 350 erkennbar. Ferner sind die Blindbohrungen 356 der Wechselstromanschlüsse 350 erkennbar.
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In dem ersten Montagezustand ist die Haltevorrichtung 360 für die Wechselstromanschlüsse 350 über Befestigungsschrauben als Befestigungsmittel 465 mit dem Gehäuse 310 verschraubt. Eine Abdichtung zwischen der Haltevorrichtung 360 und dem Gehäuse 310 wird mittels des ersten Dichtelements aus 3 bewirkt. Die Wechselstromanschlüsse 350 sind in die Haltevorrichtung 360 positioniert. Durch die Ausformung der Wechselstromanschlüsse 350 mit Köpfen in Gestalt eines Sechskant kann eine falsche Montage verhindert werden. Zudem kann ein nachträgliches Verdrehen der Wechselstromanschlüsse 350 relativ zu der Haltevorrichtung 360 verhindert werden. Eine Abdichtung zwischen jedem der Wechselstromanschlüsse 350 und der Haltevorrichtung 360 erfolgt mittels jeweils eines zweiten Dichtelements aus 3.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 3 in einem zweiten Montagezustand. Hierbei entspricht die Darstellung in 5 der Darstellung aus 4 mit Ausnahme dessen, dass zusätzlich Teilabschnitte der Wechselstrom-Sammelschiene 340 sowie Anschlussschrauben 545 gezeigt sind, wobei die Wechselstromanschlüsse durch die Wechselstrom-Sammelschiene 340 und die Anschlussschrauben 545 größtenteils verdeckt sind und daher in der Darstellung nicht explizit mit Bezugszeichen bezeichnet sind.
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In dem zweiten Montagezustand ist die Wechselstrom-Sammelschiene 340 mittels der Anschlussschrauben 545 an die Wechselstromanschlüsse angeschlossen. Hierbei sind die Anschlussschrauben 545 durch die Wechselstrom-Sammelschiene 340 hindurch in die Blindbohrungen der Wechselstromanschlüsse eingeschraubt. Somit sind die vormontierten Teile der Wechselstrom-Sammelschiene 340 mit dem Stromsensor auf die Wechselstromanschlüsse montiert und fest mit einander verbunden. Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dazu eine Schraubverbindung dargestellt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine Schweißverbindung zwischen den Wechselstromanschlüssen und der Wechselstrom-Sammelschiene 340 möglich.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilabschnittes des Wechselrichters aus 3 in einem dritten Montagezustand. Hierbei entspricht die Darstellung in 6 der Darstellung aus 5 mit Ausnahme dessen, dass zusätzlich die Vergussmasse 680 des Wechselrichters gezeigt ist. Durch die Vergussmasse 680 sind die Befestigungsmittel überdeckt und somit in der Darstellung verdeckt.
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In dem dritten Montagezustand ist die Haltevorrichtung 360 nach einer Fixierung aller Bauteile durch die Vergussmasse 680 ausgegossen. Mittels der Vergussmasse 680 sind die Wechselstromanschlüsse relativ zu dem Gehäuse mechanisch fixiert. Auch sind die Wechselstromanschlüsse mittels der Vergussmasse 680 relativ zu der Haltevorrichtung 360 mechanisch fixiert.
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7 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung des Wechselrichters 300 aus 3 in dem dritten Montagezustand. Dabei entspricht die Darstellung in 7 der Darstellung aus 3 mit Ausnahme dessen, dass der Wechselrichter 300 auch die Vergussmasse 680 aufweist. Mittels der Vergussmasse 680 ist der zumindest eine Wechselstromanschluss 350 bezüglich der Längsachse 355 relativ zu dem Gehäuse mechanisch fixiert. Dabei umgibt die Vergussmasse 680 einen Teilabschnitt einer Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350. Genauer gesagt füllt gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Vergussmasse 680 einen Zwischenraum zwischen einem Teilabschnitt einer Längserstreckung des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 und einem Teilabschnitt der Haltevorrichtung 360 aus. Dabei erstreckt sich die Vergussmasse 680 auch in die Nut 354 des Wechselstromanschlusses 350.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das zweite Dichtelement 374 entfallen, wenn die Abdichtung mittels der Vergussmasse 680 realisiert werden kann.
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8 zeigt eine schematische Darstellung des Wechselstromanschlusses 350 aus einer der 3 bis 7. Darstellungsbedingt sind in 8 von dem Wechselstromanschluss 350 dabei der Kopfabschnitt 352, die Nut 354 und der Anschlussabschnitt 358 gezeigt. Die Nut 354 bewirkt in Kombination mit der Vergussmasse, dass der Wechselstromanschluss 350 fixiert wird.
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9 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei entspricht der Wechselrichter 300 dem Wechselrichter aus einer der 3 bis 7 mit Ausnahme dessen, dass der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 als eine Sammelschiene ausgeformt ist. Ferner ist ein Leistungsmodul 905 des Wechselrichters 300 dargestellt. Der als Sammelschiene ausgeformte Wechselstromanschluss 350 ist an das Leistungsmodul 905 angeschlossen. An einem außerhalb des Gehäuses 310 angeordneten Ende des Wechselstromanschlusses ist der Anschlussabschnitt 358 ausgeformt oder angeordnet.
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Dabei ist der mindestens eine Wechselstromanschluss 350 mittels der Haltevorrichtung 360 gehalten und mittels der Vergussmasse 680 fixiert. Der Wechselrichter 300 weist gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich das erste Dichtelement 372 auf. Eine Abdichtung zwischen dem Wechselstromanschluss 350 und der Haltevorrichtung 360 ist mittels der Vergussmasse 680 bewirkt.
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Somit repräsentiert der Wechselstromanschluss 350 eine durchgängige Wechselstrom-Sammelschiene von dem Leistungsmodul 905 bis zu dem Anschlussabschnitt 358 zum Anschluss an eine elektrische Maschine. Der Wechselstromanschluss 350 erstrecken sich hierbei von dem Leistungsmodul 905 durch die innerhalb der Haltevorrichtung 360 angeordnete Vergussmasse hindurch aus dem Gehäuse 310 heraus.
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10 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung eines Wechselrichters 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei entspricht der Wechselrichter 300 dem Wechselrichter aus 9 mit Ausnahme dessen, dass die Vergussmasse 680 einen Zwischenraum zwischen einem Teilabschnitt einer Längserstreckung oder Länge des mindestens einen Wechselstromanschlusses 350 und einem Teilabschnitt des Gehäuses 310 ausfüllt. Somit ist die Haltevorrichtung eingespart. Dadurch ist auch das erste Dichtelement eingespart. Der als Sammelschiene ausgeformte Wechselstromanschluss 350 erstreckt sich von dem Leistungsmodul 905 durch die Vergussmasse 680 im Bereich der Öffnung des Gehäuses 310 hindurch aus dem Gehäuse 310 heraus. An dem außerhalb des Gehäuses 310 angeordneten Ende des Wechselstromanschlusses 350 ist ebenfalls der Anschlussabschnitt 358 angeordnet oder ausgeformt. Ein Vergussprozess bzw. Schritt zum Applizieren der Vergussmasse 680 kann hierbei nach einer Montage aller Teile im Gehäuse 310 erfolgen.
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Die vorstehend beschriebenen 3 bis 10 zeigen Wechselrichter 300 mit lediglich beispielhaft drei Phasen. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Wechselrichter 300 beliebig skalierbar sein, z. B. auf sechs Phasen oder auch jede Phase einzeln.
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11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1100 zum Montieren gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 1100 ist ausführbar, um einen Wechselrichter für ein Fahrzeug zu montieren. Genauer gesagt ist das Verfahren 1100 ausführbar, um einen Wechselrichter aus einer der vorstehend beschriebenen 3 bis 10 oder einen ähnlichen Wechselrichter zu montieren.
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Dazu wird in einem Schritt 1110 des Anordnens bei dem Verfahren 1100 zum Montieren mindestens ein Wechselstromanschluss auf eine zum Toleranzausgleich entlang einer Längsachse des mindestens einen Wechselstromanschlusses verschiebbare Weise teilweise innerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters angeordnet. Hierauf beziehbare Montagezustände sind beispielsweise in 4 und 5 dargestellt.
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Nachfolgend wird in einem Schritt 1120 des Applizierens bei dem Verfahren 1100 zum Montieren eine Vergussmasse appliziert, um den mindestens einen Wechselstromanschluss bezüglich der Längsachse relativ zu dem Gehäuse mechanisch zu fixieren. Ein darauf bezogener Montagezustand ist beispielsweise in 6 sowie in 3, 7, 9 und 10 dargestellt.
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12 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1200 mit einem Wechselrichter 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wechselrichter 300 entspricht oder ähnelt hierbei dem Wechselrichter aus einer der vorstehend beschriebenen 3 bis 10. Von dem Fahrzeug 1200 sind in der Darstellung von 12 ferner eine Batterie 1202 als ein elektrischer Energiespeicher und eine elektrische Maschine 1204 als eine Antriebseinrichtung gezeigt. Von dem Wechselrichter 300 sind in 12 die Wechselstromanschlüsse 350 und die Vergussmasse 680 dargestellt. Die Vergussmasse 680 wird verwendet, um die Wechselstromanschlüsse 350 mechanisch in einem Gehäuse des Wechselrichters 300 zu fixieren. Beispielsweise ist die Vergussmasse 680 dazu stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit einer Wand oder einem innenliegenden Fortsatz des Gehäuses oder beispielsweise mit einem im Inneren des Gehäuses angeordneten Führungselement oder Funktionselement des Wechselrichters 300 verbunden, wobei das entsprechende Element wiederum mechanisch an dem Gehäuse fixiert ist. Bei einem solchen Element kann es sich auch um eine Haltevorrichtung handeln, wie sie anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben ist.
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Der Wechselrichter 300 ist elektrisch zwischen die Batterie 1202 und die elektrische Maschine 1204 geschaltet. Hierbei ist die Batterie 1202 mittels lediglich beispielhaft zweier elektrischer Leitungen elektrisch mit dem Wechselrichter 300 verbunden. Die elektrische Maschine 1204 ist mittels lediglich beispielhaft zweier weiterer elektrischer Leitungen elektrisch mit dem Wechselrichter 300 verbunden. Dabei sind die zwei weiteren elektrischen Leitungen an die Wechselstromanschlüsse 350 des Wechselrichters 300 angeschlossen.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Wechselrichter
- 110
- Gehäuse
- 120
- Leiterplatte
- 130
- Stromsensor
- 140
- Wechselstrom-Sammelschiene
- 150
- Wechselstrom-Bolzen
- 155
- Anschluss für eine elektrische Maschine
- 160
- Halterung
- 170
- Niederhalter
- 180
- Dichtung
- 190
- O-Ring
- 300
- Wechselrichter
- 310
- Gehäuse
- 320
- Leiterplatte
- 330
- Stromsensor
- 340
- Wechselstrom-Sammelschiene
- 350
- Wechselstromanschluss
- 352
- Kopfabschnitt
- 354
- Nut
- 356
- Blindbohrung
- 358
- Anschlussabschnitt
- 355
- Längsachse
- 360
- Haltevorrichtung
- 372
- erstes Dichtelement
- 374
- zweites Dichtelement
- 465
- Befestigungsmittel
- 545
- Anschlussschrauben
- 680
- Vergussmasse
- 905
- Leistungsmodul
- 1100
- Verfahren zum Montieren
- 1110
- Schritt des Anordnens
- 1120
- Schritt des Applizierens
- 1200
- Fahrzeug
- 1202
- Batterie
- 1204
- elektrische Maschine
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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