DE102018211413A1

DE102018211413A1 - Nebenaggregat

Info

Publication number: DE102018211413A1
Application number: DE102018211413.7A
Authority: DE
Inventors: Holger Schmitt
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2020-01-16
Also published as: WO2020011613A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nebenaggregat (12) eines Kraftfahrzeugs (2), insbesondere elektromotorischer Kältemittelverdichter, mit einem Gehäuse (42), das ein Elektronikfach (52) und ein weiteres Fach (46) aufweist, die mittels einer Trennwand (50) druckdicht voneinander getrennt sind. In dem Elektronikfach (52) ist eine Elektronik (40) mit einer Leiterplatte (58) angeordnet, an der eine Wärmequelle (64) angebunden ist, die über ein Wärmeleitgel (74) und ein Wärmeleitpad (76) mechanisch an der Trennwand (50) anliegt. Das Wärmeleitgel (74) und das Wärmeleitpad (76) sind thermisch in Reihe zwischen die Wärmequelle (64) und die Trennwand (50) geschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs. Das Nebenaggregat ist insbesondere ein elektromotorischer Kältemittelverdichter.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Klimaanlage auf, mittels derer eine Temperierung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs erfolgt. Auch werden bei mittels eines Elektromotors angetriebenen Kraftfahrzeugen die benötigten Energiespeicher, wie eine Hochvoltbatterie, gekühlt. Die Klimaanlage weist einen Kältemittelkreislauf auf, der einen Kältemittelverdichter, diesem nachgeschaltet einen Kondensator sowie diesem fluidtechnisch nachgeschaltet einen Verdampfer umfasst. Diesem ist fluidtechnisch ein weiterer Wärmetauscher nachgeschaltet, der in thermischem Kontakt mit einer Gebläseleitung, die in den Innenraum des Kraftfahrzeugs führt, oder mit etwaigen Energiezellen des Hochvoltenergiespeichers ist. Der Kältemittelkreislauf ist mit einem Kältemittel befüllt, wie R134a, R1234yf oder CO2.
Bei Betrieb wird mittels des Kältemittelverdichters ein Druck des Kältemittels erhöht, was zu einer Temperaturerhöhung des Kältemittels führt. Dieses wird zu dem Kondensator geleitet, der in thermischem Kontakt mit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs ist. Hierbei erfolgt eine Temperaturerniedrigung des Kältemittels, welches in dem nachgeschalteten Verdampfer wiederum auf den ursprünglichen Druck entspannt wird, weshalb die Temperatur des Kältemittels weiter verringert wird. In dem nachgeschalteten Wärmetauscher wird von dem mit dem Wärmetauscher thermisch kontaktierten Bauteil thermische Energie auf das Kältemittel übertragen, was zu einer Abkühlung des Bauteils und einer Erwärmung des Kältemittels führt. Das erwärmte Kältemittel wird zum Schließen des Kältemittelkreislaufs erneut dem Kältemittelverdichter zugeführt.
Zur Kompression des Kältemittels wird beispielsweise ein Verdichterkopf herangezogen, der mittels eines Elektromotors angetrieben ist, der in einem Fach eines Gehäuses angeordnet ist. Der Elektromotor ist meist bürstenlos ausgestaltet, wobei die einzelnen elektrischen Spulen mittels einer Brückenschaltung einer Leiterplatte bestromt werden, die eine Anzahl an Leistungshalbleiterschaltern aufweist. Bei Betrieb erwärmen sich die elektrischen Spulen, was zu einem erhöhten elektrischen Widerstand führt. Zur Vermeidung hiervon wird das Fach, in dem sich der Elektromotor befindet, mit dem Kältemittel zum Abtransport der Wärme durchspült.
Bei einer hohen Leistungsanforderung sind die mittels der Leistungshalbleiterschalter geschalteten elektrischen Ströme und elektrischen Spannungen vergleichsweise groß, was vergleichsweise hohe Schaltverluste bedingt. Daher erwärmen sich die Leistungshalbleiterschaltern bei Betrieb vergleichsweise stark. Die Leiterplatte ist meist innerhalb eines Elektronikfachs des gleichen Gehäuses des Kältemittelverdichters angeordnet und fest mit dem Gehäuse verbunden, beispielsweise mittels Clipsen oder Schrauben.
Sofern unterschiedliche Drücke innerhalb des Gehäuses herrschen, nämlich elektronikseitig Atmosphärendruck und motorseitig ein erhöhter Druck, kann sich die Trennwand in das Elektronikfach auswölben. Falls die Leiterplatte an dieser Trennwand befestigt wäre, könnte diese somit beschädigt werden, und/oder ein elektrische Kontakt zwischen der Leiterplatte und den elektrischen Spulen unterbrochen werden. Somit kann diese Trennwand nicht zur Befestigung herangezogen werden, obwohl diese eine für eine Kühlung der Leiterplatte am geeignetsten wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere eine Zuverlässigkeit und vorzugsweise Herstellungskosten reduziert sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Nebenaggregat ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise ist das Nebenaggregat eine Pumpe, insbesondere ein Wasser- oder Ölpumpe, wie eine Schmiermittelpumpe. In einer Alternative hierzu ist das Nebenaggregat ein Verstellantrieb, wie eine Lenkunterstützung also eine sog. Servolenkung, ein Fensterheber oder eine elektrische Sitzverstellung. Geeigneterweise ist das Nebenaggregat im Montagezustand mit einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch kontaktiert und wird mittels dessen bestromt. Insbesondere ist das Nebenaggregat hierfür geeignet. Beispielswiese ist das Bordnetz des Kraftfahrzeugs ein Niedervoltbordnetz und führt zum Beispiel eine elektrische Spannung von 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt. Alternativ hierzu beträgt die elektrische Spannung die bei Betrieb an dem Nebenaggregat anliegt bzw. die das Bordnetz des Kraftfahrzeugs aufweist, 288 Volt, 450 Volt, 650 Volt oder 830 Volt. Beispielsweise ist das Nebenaggregat im Einbauzustand signaltechnisch mit einem BUS-System gekoppelt, insbesondere einem LIN- oder CAN-Bus.
Besonders bevorzugt weist das Nebenaggregat eine elektrische Maschine auf, die beispielsweise ein Generator oder ein Elektromotor ist. Der Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenbehafteter Kommutatormotor. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet und geeigneterweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Der Elektromotor ist zum Beispiel ein Asynchronmotor oder ein Synchronmotor.
Besonders bevorzugt ist das Nebenaggregat ein Kältemittelverdichter, der insbesondere ein elektromotorischer Kältemittelverdichter ist. Der elektromotorische Kältemittelverdichter ist geeigneterweise ein Bestandteil eines Kältemittelkreislaufs des Kraftfahrzeugs, mittels dessen bei Betrieb beispielsweise eine Temperierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs und/oder eine Abkühlung eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs erfolgt. Insbesondere umfasst der elektromotorische Kältemittelverdichter einen Verdichterkopf, beispielsweise einen ScrollVerdichter. Besonders bevorzugt wird mittels des elektromotorischen Kältemittelverdichters ein Kältemittel verdichtet, zum Beispiel ein chemisches Kältemittel, wie R134a oder R1234yf. Alternativ wird als Kältemittel CO2 herangezogen.
Das Nebenaggregat weist ein Gehäuse auf, das ein Elektronikfach und ein weiteres Fach umfasst. Vorzugsweise ist das Gehäuse aus einem Metall, wie einem Aluminium, also reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, erstellt, insbesondere als Aluminiumdruckgussteil. Zweckmäßigerweise ist das Gehäuse einstückig.
Das Elektronikfach und das weitere Fach sind mittels einer Trennwand druckdicht voneinander getrennt. Somit ist es ermöglicht, in dem Elektronikfach einen von dem weiteren Fach abweichenden statischen Druck zu verwenden. Mit der Trennwand werden zweckmäßigerweise die beiden Fächer begrenzt, sodass sich die Trennwand zwischen den beiden Fächern befindet und an diese anstößt. Zweckmäßigerweise begrenzt die Trennwand das Elektronikfach und/oder das weitere Fach. Insbesondere sind das Elektronikfach und/oder das weitere Fach mittels weiterer Bestandteile des Gehäuses und/oder weiterer Bestandteil des Nebenaggregats umgeben, sodass zumindest eines der Fächer, vorzugsweise beide Fächer, im Wesentlichen geschlossen ist. Die Trennwand ist vorzugsweise im Wesentlichen plan. Beispielsweise ist das Gehäuse im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltet, wobei die Trennwand zweckmäßigerweise im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse angeordnet ist. Das Elektronikfach ist vorzugsweise an einem Ende des Gehäuses angeordnet und beispielsweise mittels eines stirnseitig aufgesetzten Deckels verschlossen.
Mittels der Trennwand sind bei Betrieb, insbesondere sofern das Nebenaggregat ein Kältemittelverdichter ist, zweckmäßigerweise zwei Bereiche mit unterschiedlichen statischen Drücken voneinander getrennt. Beispielsweise herrscht innerhalb des Elektronikfachs ein Atmosphärendruck, der vorzugsweise kleiner als der Druck auf der gegenüberliegenden Seite der Trennwand ist. Auf dieser Seite befindet sich insbesondere eine Niederdruckseite, wobei dieser Druck größer als der Druck innerhalb des Elektronikfachs ist.
In dem Elektronikfach ist eine Elektronik angeordnet, die eine Leiterplatte umfasst. Die Elektronik ist beispielsweise eine Leistungselektronik. An der Leiterplatte ist insbesondere eine Anzahl an elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen angebunden, sodass mittels der Leiterplatte und der Bauteile eine elektrische Schaltung realisiert ist. Beispielsweise umfasst die Elektronik lediglich die Leiterplatte oder auch eine weitere Leiterplatte. Die Leiterplatte ist zweckmäßigerweise aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz gefertigt, an dem außenseitig Leiterbahnen befestigt und/oder in das diese eingebettet sind. Die Leiterbahnen sind zweckmäßigerweise aus einem Kupfer erstellt, beispielsweise mittels Ätzen. Zweckmäßigerweise ist die Leiterplatte parallel zu der Trennwand oder zumindest einem Teil der Trennwand angeordnet.
An der Leiterplatte ist eine Wärmequelle angebunden. Bei Betrieb entsteht bei der Wärmequelle ein Wärmeüberschuss, der insbesondere bei nicht Weiterführen zu einer Zerstörung der Leiterplatte und/oder der vollständige Elektronik führen würde. Die Wärmequelle weist vorzugsweise eine vergleichsweise große Fläche auf. Insbesondere ist die Wärmequelle im Wesentlichen flächig ausgestaltet und/oder weist eine Vergleichsweise große plane Oberfläche auf. Beispielsweise ist die Wärmequelle mittels eines Bauteils bereitgestellt, das an der Leiterplatte befestigt ist.
Die Wärmequelle liegt mechanisch über ein Wärmeleitgel und ein Wärmeleitpad an der Trennwand an. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte über die Wärmequelle, das Wärmeleitgel und das Wärmeleitpad mechanisch mit der Trennwand kontaktiert. Hierbei sind das Wärmeleitgel und das Wärmeleitpad thermisch in Reihe zwischen die Wärmequelle und die Trennwand geschaltet. Somit sind das Wärmeleitpad und das Wärmeleitgel zwischen die Wärmequelle und die Trennwand geschichtet, sodass ein Schichtaufbau realisiert ist. Mit nochmals anderen Worten sind das Wärmeleitgel und das Wärmeleitpad übereinander gestapelt, wobei die Hauptausdehnungsrichtung dieser zweckmäßigerweise im Wesentlichen parallel zur Leiterplatte und/oder zur Trennwand ist. Somit sind auch das Wärmeleitpad und das Wärmeleitgel mechanisch in Reihe zwischen der Wärmequelle und der Trennwand angeordnet. Beispielsweise sind noch weiteren Bestandteile vorhanden. Besonders bevorzugt jedoch sind lediglich das Wärmeleitpad und das Wärmeleitgel zwischen der Wärmequelle und der Trennwand angeordnet. Folglich ist ein Wärmeübertrag verbessert.
Das Wärmeleitpad ist insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbar und ist vorzugsweise flexibel. Bei Betrieb wird mittels des Wärmeleitpads insbesondere eine Verformung der Trennwand ausgeglichen, sodass bei einem Einwirken einer Kraft auf die Trennwand und einer hieraus folgenden Verformung der Trennwand diese Kraft mittels des Wärmeleitpads kompensiert wird. Folglich wird das Wärmeleitpad verformt. Die Kraft wird jedoch nicht oder lediglich vermindert auf die Wärmequelle und die Leiterplatte übertragen, weswegen bei Betrieb eine Beschädigung verhindert ist. Mittels des Wärmeleitgels werden zusätzlich insbesondere Fertigungs- und/oder Bauteiltoleranzen ausgeglichen. So werden zweckmäßigerweise etwaige vorhandene Luftschlitze bei Montage mittels des Wärmeleitgels gefüllt. Daher erfolgt aufgrund des Wärmeleitgels eine vergleichsweise sichere thermische Anbindung, weswegen eine Wärmeabfuhr von der Wärmequelle auf die Trennwand verbessert ist. Infolgedessen ist es ermöglicht, ein vergleichsweise schmales/dünnes Wärmeleitpad heranzuziehen. Das Wärmeleitgel ist insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbar.
Da eine vergleichsweise effiziente Wärmeabfuhr von der Wärmequelle ermöglicht ist, ist es ebenfalls ermöglicht, dass die Elektronik lediglich die Leiterplatte aufweist, mittels derer sämtliche Funktionen der Elektronik bereitgestellt sind. Insbesondere ist in dem Elektronikfach lediglich die Leiterplatte angeordnet. Auf der Leiterplatte sind dabei beispielsweise Leistungshalbleiter und vergleichsweise empfindliche Bauteile angeordnet, wobei aufgrund des Wärmeleitpad und des Wäremleitgels ein vergleichsweise sicherer Betrieb ermöglicht ist. Ferner erfolgt mittels des Wärmeleitgels und des Wärmeleitpad eine elektrische Isolierung der Wärmequelle gegenüber der Trennwand, weswegen ein vergleichsweise sicherer Betrieb ermöglicht ist.
Beispielsweise befindet sich das Wärmeleitgel zwischen dem Wärmeleitpad und der Trennwand. Besonders bevorzugt jedoch befindet sich das Wärmeleitpad zwischen dem Wärmeleitgel und der Trennwand. Somit liegt das Wärmeleitpad zweckmäßigerweise mechanisch direkt an der Trennwand an. Folglich erfolgt im Betrieb eine Aufnahme von Verformungen der Trennwand mittels des Wärmeleitpads bevor die die Verformungen hervorrufende Kraft auf das Wärmeleitgel ausgeübt wird. Alternativ werden die Verformungen im Wärmeleitgel aufgenommen. Vorzugsweise ist das Wärmeleitgel von der Trennwand beabstandet, sodass ein Einwirken einer Kraft bei einer Verformung der Trennwand auf das Wärmeleitgel im Wesentlichen unterbunden ist. Insbesondere ist dabei das Wärmeleitpad von der Leiterplatte und/oder der Wärmequelle beabstandet.
Das Wärmeleitgel befindet sich zweckmäßigerweise zwischen dem Wärmeleitpad und der Wärmequelle. Insbesondere wird bei der Fertigung zunächst das Wärmeleitpad auf die Trennwand und im Anschluss hieran das Wärmeleitgel auf das Wärmeleitpad aufgesetzt und vorzugsweise jeweils befestigt. Erst im Anschluss hieran wird die Leiterplatte in das Elektronikfach eingeführt, was eine Montage vereinfacht.
Beispielsweise ist das Wärmeleitgel eine Wärmeleitpaste. Somit ist das Wärmeleitgel im Montagezustand beispielsweise pastös. Alternativ ist das Wärmeleitgel eine plastisch verformbare Masse. Besonders bevorzugt jedoch ist das Wärmeleitgel eine ausgehärtete Flüssigkeit. Mit anderen Worten ist das Wärmeleitgel mittels einer Flüssigkeit erstellt, die ausgehärtet ist, beispielsweise aufgrund einer Oxidation oder Vernetzung. Insbesondere ist das Wärmeleitgel nach dem Aushärten ein Festkörper, der immer noch elastisch verformbar sein kann. Beispielsweise ist der Festkörper nicht oder lediglich in vergleichsweise geringem Maße elastisch und/oder plastisch verformbar. Somit ist es ermöglicht, ein Wärmeleitgel mit einem vergleichsweise hohen Wärmeleitkoeffizienten heranzuziehen. Zur Montage wird insbesondere die flüssige Phase des Wärmeleitgels auf die Wärmequelle und/oder des Wärmeleitpad aufgetragen und im Anschluss hieran ausgehärtet. Insbesondere ist das Wärmeleitgel ein sogenannter Gapfiller. Zum Beispiel ist das Wärmeleitgel ein vulkanisierendes und/oder additionsvernetzendes Silikonmaterial. Das Wärmeleitpad ist insbesondere ein Gappad, das insbesondere aus einem Silikon-Elastomer oder PU-Material erstellt ist.
Das Wärmeleitgel ist beispielsweise ein Gapfiller, insbesondere vom „putty type“. Der Gapfiller ist zweckmäßigerweise eine plastisch verformbare Masse, z.B. in Form einer Matte oder ähnlich einer sogenannten Knetmasse. Der Gapfiller ist bevorzugt vergleichsweise stark plastisch verformbar. Insbesondere ist der Gapfiller aus einem Silikon-Verbindung und z.B. „SARCON ® PG80A“ des Herstellers Fujipoly. Alternativ umfasst der Gapfiller zwei Komponenten, die nach einem Vermischen aushärten. Beispielsweise ist der Gapfiller mittels der zwei Komponenten gebildet. Mit anderen Worten ist das Wärmeleitgel ein zwei Komponenten Gapfiller. Der Gapfiller ist hierbei bevorzugt eine elastische Masse. Zweckmäßigerweise erfolgt die Montage des Gapfillers im flüssigen Zustand. Der Gapfiller ist beispielsweise „GF3500LV“ des Herstellers Bergquist/Henkel. Alternativ ist das Wärmeleitgel eine Wärmeleitpaste, die beispielsweise lediglich eine Komponente umfasst und nicht aushärtet. Die Wärmeleitpaste ist zweckmäßigerweise eine Silikonwärmepaste auf der Basis einer Silikonmatrix und z.B. „TGR-S-SI“ des Herstellers Hala Contec GmbH & Co. Kg.
Das Wärmeleitpad umfasst beispielsweise eine elektrisch isolierende Folie, wie eine keramikgefüllte Silikon- oder PU-Folie. Alternativ umfasst das Wärmeleitpad eine Isolationsfolie, die beispielsweise aus „Kapton ®“ des Herstellers DuPont gefertigt ist. Zweckmäßigerweise wird Kapton ® MT+“ des Herstellers DuPont verwendet. Insbesondere ist die Isolationsfolie beschichtet. Die beschichtete Folie ist beispielsweise „Sil-Pad ® K-10“ des Herstellers Bergquist/Henkel. Insbesondere ist die Folie aus PU gefertigt, und zweckmäßigerweise „U 90“ des Herstellers Kerafol.
Das Wärmeleitpad ist bevorzugt ein Gappad und zweckmäßigerweise dicker als eine Folie. Vorzugsweise ist die Dicke des Gappads größer 0,5mm, 1 mm, 2mm oder 5mm. Das Gappad ist insbesondere elastisch verformbar, zweckmäßigerweise bei Umgebungsbedingungen. Das Gappad ist zum Beispiel „Gap Pad ® HC 5.0“ des Herstellers Bergquist/Henkel.
Die Wärmequelle ist beispielsweise ein Halbleiter, insbesondere ein Leistungshalbleiter, oder umfasst zumindest diesen. Der Leistungshalbleiter ist vorzugsweise an der Leiterplatte angebunden, insbesondere mechanisch an dieser befestigt und/oder elektrisch mit dieser kontaktiert. Zum Beispiel ist der Leistungshalbleiter ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD). Der Leistungshalbleiter ist beispielsweise eine Leistungshalbleiterdiode. Besonders bevorzugt jedoch ist der Leistungshalbleiter ein Leistungshalbleiterschalter, wie beispielsweise ein IGBT oder Feldeffekt-Transistor (FET). Besonders bevorzugt ist der Leistungshalbleiterschalter ein DirectFET. Vorzugsweise umfasst die Wärmequelle mehrere derartige Leistungshalbleiter(-schalter). Bei Betrieb wird mittels des Leistungshalbleiters ein vergleichsweise hoher elektrischer Strom/große elektrische Spannung geführt, sodass auch eine entstehende Verlustwärme vergleichsweise groß ist. Aufgrund der thermischen Anbindung an die Trennwand ist eine Kühlung verbessert und eine Betriebstemperatur abgesenkt, weswegen kostengünstige Bauteile herangezogen werden können. Insbesondere ist der Leistungshalbleiter ein Bestandteil einer etwaigen Brückenschaltung, beispielsweise einer B4- oder B6-Schaltung, die insbesondere dem Betrieb des etwaigen vorhandenen Elektromotors dient.
Alternativ oder in Kombination hierzu ist die Wärmequelle eine an der Leiterplatte angebundene Kupferfläche oder umfasst zumindest diese. Die Kupferfläche ist vorzugsweise im selben Fertigungsschritt erstellt, bei dem etwaige Leiterbahnen der Leiterplatte erstellt werden. Vorzugsweise ist die Kupferfläche einstückig mit den Leiterbahnen oder zumindest einer der Leiterbahnen und wird somit mittels dieser beispielsweise zumindest teilweise gebildet. Insbesondere wird bei Herstellung der Leiterplatte ein vergleichsweise großer Bereich der etwaig vorhandenen Kupferschicht nicht entfernt und dieser als Kupferfläche herangezogen. Beispielsweise ist die Kupferfläche elektrisch mit einer Leiterbahn und/oder einem elektrischen Bauteil kontaktiert. In einer Alternative hierzu ist die Kupferfläche von weiteren Bestandteilen der Leiterplatte und/oder der Elektronik elektrisch isoliert.
Aufgrund der Kupferfläche erfolgt bei Betrieb eine vergleichsweise effiziente Abkühlung der Leiterplatte, sodass eine thermische Belastung von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, die an der Leiterplatte angebunden sind, verringert ist. Auch ist eine vergleichsweise großflächig Abführung von Wärme von der Leiterplatte über die vergleichsweise groß ausgestaltbare Kupferfläche auf die Trennwand ermöglicht. Ferner ist es möglich, die Kupferfläche entsprechend der Geometrie der Leiterplatte zu fertigen, sodass eine Effizienz erhöht ist.
Beispielsweise ist, sofern keine Kraft auf die Trennwand wirkt, das Wärmeleitpad und -gel entspannt, und es wirkt im Wesentlichen keine zusätzliche Kraft auf diese. Somit ist eine vergleichsweise effiziente Aufnahme der etwaigen Verformung der Trennwand ermöglicht. Alternativ hierzu sind das Wärmeleitpad und das Wärmeleitgel zwischen der Wärmequelle und der Trennwand mechanisch vorgespannt. Mit anderen Worten wirkt auch dann, wenn die Trennwand nicht verformt ist, auf das Wärmeleitpad und das Wärmeleitgel eine Kraft. Insbesondere ist hierbei eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Wärmequelle und der Trennwand mittels des Wärmeleitpad und des Wärmeleitgels realisiert. Aufgrund der Vorspannung ist eine thermische Anbindung verbessert, weswegen eine Wärmeabfuhr von der Wärmequelle verbessert ist.
Beispielsweise ist die Leiterplatte lediglich in das Elektronikfach eingelegt. Besonders bevorzugt jedoch ist die Leiterplatte an dem Gehäuse befestigt, beispielsweise an der Trennwand oder einer weiteren Wand des Elektronikfachs. Auf diese Weise ist eine Bewegung der Leiterplatte bezüglich des Gehäuses bei einer Erschütterung des Nebenaggregats im Wesentlichen ausgeschlossen, sodass eine Beschädigung verhindert ist.
Zweckmäßigerweise umfasst das Nebenaggregat einen Dom, der in das Elektronikfach ragt, und der an der Trennwand angebunden ist. Zum Beispiel verläuft der Dom senkrecht zur Trennwand und/oder zur Leiterplatte. Besonders bevorzugt ist der Dom an der Trennwand angeformt. Zweckmäßigerweise ist der Dom einstückig mit der Trennwand und wird beispielsweise bei Herstellung des Gehäuses mit der Trennwand urgeformt. Der Dom ist zweckmäßigerweise einstückig.
Insbesondere ist der Dom im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet. An dem Dom ist die Leiterplatte vorzugsweise befestigt. Beispielsweise ist die Leiterplatte mit dem Dom verklebt. Vorzugsweise ist die Leiterplatte an dem Dom mittels eines Befestigungselements befestigt. Zum Beispiel ist die Leiterplatte mit dem Dom verklebt ist. Besonders bevorzugt ist die Leiterplatte mit dem Dom verschraubt, wobei die Schraube durch eine entsprechende Aussparung der Leiterplatte hindurch ragt, und die Leiterplatte zwischen dem Dom und dem Schraubenkopf gehalten ist. Auf diese Weise ist ein Ablösen der Leiterplatte von dem Gehäuse sicher unterbunden. Zweckmäßigerweise liegt die Leiterplatte zumindest teilweise auf dem Dom auf, insbesondere auf einer Stirnseite des zylinderförmigen Doms. Auf diese Weise ist die Leiterplatte stabilisiert. Beispielsweise umfasst die Trennwand mehrere derartige Dome, an denen die Leiterplatte befestigt ist.
Vorzugsweise umfasst das Nebenaggregat ein Abstandselement, das in das Elektronikfach ragt und an der Trennwand angebunden ist. Das Abstützelement ist beispielsweise stumpf- oder zylinderförmig ausgestaltet oder nach Art einer Auflagekante geformt. Insbesondere erstreckt sich das Abstandselement im Wesentlichen senkrecht zur Trennwand. Beispielsweise ist das Abstandselement an der Trennwand angeformt und somit einstückig mit dieser. Somit ist die Trennwand einstückig mit dem Abstandselement. Beispielsweise umfasst das Nebenaggregat mehrere derartige Abstandselemente, die zueinander vorzugsweise beabstandet sind. Auf das Abstandselement ist die Leiterplatte aufgelegt. Somit liegt die Leiterplatte lediglich lose auf dem Abstandselement auf. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte mittels des Abstandselements abgestützt, sodass zwischen dieser und der Trennwand ein definierter Abstand vorherrscht. Die Sicherung der Leiterplatte, also insbesondere eine Befestigung, erfolgt hierbei beispielsweise nicht mit dem Abstandselement, weswegen eine Montage vereinfacht ist. Insbesondere befindet sich das Abstandselement in einem Randbereich der Leiterplatte und/oder der Trennwand, sodass eine Verformung der Trennwand nicht zu einer Bewegung der Leiterplatte führt.
Vorzugsweise weist das Nebenaggregat den Elektromotor auf, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Die Elektromotor ist bevorzugt bürstenlos ausgestaltet und insbesondere ein bürstenloser Elektromotor, beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Der Elektromotor weist somit zumindest eine elektrische Spule auf, mittels derer zumindest teilweise ein Elektromagnet gebildet ist. Die elektrische Spule (Wicklung, Motor- bzw. Phasenwicklung, Drehfeldwicklung) ist ein Bestandteil eines Stators der elektrischen Maschine. Vorzugsweise umfasst der Stator eine Anzahl derartiger elektrischer Spulen, beispielsweise zwei, drei, sechs, zwölf, ... .., wobei die elektrischen Spulen vorzugsweise zu elektrischen Phasen der elektrischen Maschine verschaltet sind, wofür diese geeignet miteinander in einer Parallel- oder Reihenschaltung elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Phasen selbst sind insbesondere miteinander in einer Dreiecks- oder Sternschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine dreiphasig, sechsphasig oder zwölfphasig ausgestaltet.
Der Stator ist vorzugsweise in dem weiteren Fach des Gehäuses angeordnet und beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet. Insbesondere umgibt der Stator umfangsseitig einen Rotor, der ebenfalls innerhalb des weiteren Fachs des Gehäuses positioniert und um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Der Rotor selbst weist beispielsweise eine Anzahl an Permanentmagneten auf. Bei Betrieb der elektrischen Maschine als Elektromotor wird insbesondere die elektrische Spule, vorzugsweise die Anzahl der elektrischen Spulen, mittels der Elektronik, zweckmäßigerweise der Leiterplatte, bestromt, sodass ein drehendes Magnetfelds bereitgestellt wird. Mittels einer magnetischen Wechselwirkung zwischen dem/den Permanentmagneten des Rotors und dem/den Elektromagneten des Stators, der/die mittels der elektrischen Spule(n) gebildet ist/sind, wird der Rotor in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse versetzt. An den Rotor ist beispielsweise ein Verdichterkopf angebunden, sofern die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Kältemittelverdichters ist. Vorzugsweise befindet sich der Verdichterkopf auf der dem Elektronikfach gegenüberliegenden Seite des Stators. Vorzugsweise wird der Elektromotor mittels eines etwaigen sich in dem weiteren Fach befindenden Fluids, insbesondere dem Kältemittel, bei Betrieb gekühlt.
Die Elektronik weist zweckmäßigerweise die Brückenschaltung auf, die vorzugsweise vier, sechs oder zwölf Brückenzweige umfasst und folglich eine B4-, B6-bzw. B12-Schaltung ist. Die Brückenschaltung weist vorzugsweise eine zu der Anzahl der elektrischen Spulen/Phasen korrespondierende Anzahl an Brückenzweigen auf. Insbesondere ist die Anzahl der Brückenzweige gleich der Anzahl der elektrischen Phasen und/oder ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der elektrischen Spulen. Jedem Brückenzweig ist beispielsweise eine Zwischenkreiskapazität zugeordnet. Jeder Brückenzweig weist insbesondere zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter auf, insbesondere Leistungshalbleiterschalter. Die Leistungshalbleiterschalter sind vorgesehen und eingerichtet, einen elektrischen Strom mit einer Stromstärke von mindestens 1A, 2A, 5A oder 10A zu schalten. Die Leistungshalbleiterschalter sind vorzugsweise IGBTs oder Feldeffekttransistoren (FET), insbesondere DirectFETs. Zusammenfassend sind jeweils insbesondere zwei Brückenzweige einer der elektrischen Phasen des Elektromotors zugeordnet, und/oder die Brückenschaltung ist vorzugsweise gegen eine Gleichstromseite geführt, die insbesondere mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs im Einbauzustand elektrisch kontaktiert ist. Jeder der Brückenzweige weist insbesondere einen Halbleiter auf, zum Beispiel einen Halbleiterschalter, und vorzugsweise einen Leistungshalbleiterschalter. Jeder der Halbleiter der Brückenzweige ist hierbei vorzugsweise ein Bestandteil der Wärmequelle.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem elektromotorischen Kältemittelverdichter,
2 in einer Schnittdarstellung schematisch vereinfacht den elektromotorischen Kältemittelverdichter,
3 in einer Schnittdarstellung schematisch vereinfacht eine Elektronik des elektromotorischen Kältemittelverdichters in einem Stillstand,
4 gemäß 3 die Elektronik bei Betrieb.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 mit zwei Vorderrädern 4 und zwei Hinterrädern 6 dargestellt. Zumindest zwei der Räder 4, 6 sind mittels eines nicht näher gezeigten Hauptantriebs angetrieben, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, einem Elektromotor oder einer Kombination hieraus. Das Kraftfahrzeug 2 umfasst einen Kältemittelkreislauf 8, der ein Bestandteil einer Klimaanlage ist. Der Kältemittelkreislauf 8 ist mit einem Kältemittel 10 befüllt, beispielsweise CO2, R1234yf oder R134a. Mittels eines (elektromotorischen) Kältemittelverdichters (eKMV) 12 wird das Kältemittel 10 verdichtet und einem fluidtechnisch nachgeschalteten Kondensator 14 zugeführt, der mit Umgebungsluft beaufschlagt ist, was zu einer Temperaturabsenkung des Kältemittels 10 führt. Der Druck und somit die Temperatur des Kältemittel 10 wird mittels eines nachgeschalteten Verdampfers 16 erniedrigt, der einen nicht näher dargestellten weiteren Wärmtauscher umfasst, der mit einer Gebläseleitung der Klimaanlage thermisch gekoppelt ist. Die Gebläseleitung fördert in Abhängigkeit einer Benutzereinstellung gekühlte Luft in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs 2.
Der elektromotorische Kältemittelverdichter 12 ist somit ein Nebenaggregat des Kraftfahrzeugs 2 und ist mittels eines Bus-Systems 18, das ein CAN-Bus-System oder ein Lin-Bus-System ist, signaltechnisch mit einer Kraftfahrzeugsteuerung 20 gekoppelt, wie einem Bordcomputer. Mittels eines (elektrischen) Bordnetzes 22, welches die jeweilige elektrische Spannung, beispielsweise 48V, führt und mittels einer Batterie 24 gespeist ist, wird der elektromotorische Kältemittelverdichter 12 bestromt. Das Bordnetz 22 umfasst ferner eine Sicherungseinrichtung 26, mittels derer ein elektrischer Stromfluss zwischen der Batterie 24 und dem Kältemittelverdichter 12 unterbunden werden kann. Hierfür weist die Sicherungseinrichtung 26 beispielsweise einen Last- und/oder Schutzschalter auf. Die Sicherungseinrichtung 26 ist mittels des Bus-Systems 18 signaltechnisch mit der Kraftfahrzeugsteuerung 20 verbunden, sodass mittels der Kraftfahrzeugsteuerung 20 der Last- bzw. Schutzschalter betätigt und somit der elektrische Stromfluss unterbunden werden kann.
2 zeigt den elektromotorischen Kältemittelverdichter 12 in einer Schnittdarstellung entlang einer Rotationsachse 28 eines Elektromotors 30 des Kältemittelverdichters 12. Der Elektromotor 30 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) und weist einen zylindrischen Rotor 32 auf, der umfangsseitig mittels eines hohlzylindrischen Stators 34 umgeben ist. Der Stator 34 weist eine Anzahl von elektrischen Spulen auf, und der Rotor 32 umfasst eine Anzahl an Permanentmagneten. Der Rotor 32 ist mittels einer Welle 36 drehbar um die Rotationsachse 28 gelagert. An der Welle 36 ist freiendseitig ein Verdichterkopf 38 drehfest angebunden, beispielsweise ein Scrollverdichter. Der Stator 34 wird mittels einer Elektronik 40 des Elektromotors 30 bestromt, die mit dem Bus-Systems 18 und dem Bordnetz 22 verbunden ist.
Der Stator 34, der Rotor 32, der Verdichterkopf 38 und die Elektronik 40 sind in einem Gehäuse 42 aus einem Aluminiumdruckguss angeordnet, das eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist und konzentrisch zur Rotationsachse 28 ist. Das Gehäuse 42 umfasst einen Zulauf 44 über den das Kältemittel 10 in ein weiteres Fach 46 des Gehäuse 42 eintritt, innerhalb dessen sich der Rotor 32 und der Stator 34 befinden. Das Kältemittel 10, das in diesem Bereich einen im Vergleich zu Atmosphärendruck um 2 bar erhöhten Druck aufweist, und entlang des Rotors 32/ Stators 34 zu dem Verdichterkopf 38 gesaugt wird, mittels dessen eine weitere Druckerhöhung erfolgt. Das mittels des Verdichterkopfs 38 komprimierte Kältemittel 10 wird mittels eines Ablaufs 48 aus dem Gehäuse 34 befördert.
Das Gehäuse 42 umfasst eine senkrecht zur Rotationsachse 28 angeordnete Trennwand 50, mittels derer ein Elektronikfach 52 begrenzt und von dem von dem Kältemittel 10 durchströmten Teil des Gehäuses 42, nämlich dem weiteren Fach 46, abgetrennt ist. Somit ist das Elektronikfach 52 und das weitere Fach 46 mittels der Trennwand 50 druckdicht voneinander getrennt. In dem von dem Kältemittel 10 durchströmten Teil des Gehäuses 42, also dem weiteren Fach 46, ist der Stator 34 und innerhalb des Elektronikfachs 50 ist die Elektronik 40 angeordnet. Durch die Trennwand 50 ist eine druckdichte Durchkontaktierung 54 geführt, mittels derer der Stator 34 mit der Elektronik 40 elektrisch und signaltechnisch verbunden ist. Zusammenfassend ist in dem weiteren Fach 46 der Elektromotor 30 angeordnet ist, der mittels der Elektronik 40 betrieben ist.
Auf der der Trennwand 48 in axialer Richtung, also parallel zur Rotationsachse 28, gegenüberliegenden Seite umfasst das Elektronikfach 50 einen aus einem Metall gefertigten Gehäusedeckel 56, der mittels Schrauben an weiteren Bestandteilen des Elektronikfachs 52 lösbar befestigt ist, und welcher eine Öffnung des Elektronikfachs 52 verschließt. Die Elektronik 40 weist eine Leiterplatte 58 auf, die aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharz gefertigt ist, an dem eine Anzahl an Leiterbahnen aus Kupfer befestigt ist. Die Leiterplatte 58 ist in einer Ebene und parallel zur Trennwand 50 sowie parallel zum Gehäusedeckel 56 und parallel zur angeordnet.
An der Leiterplatte 58 ist eine Anzahl an Leistungshalbleitern 60 in Form von Leistungshalbleiterschaltern, nämlich MOSFETs oder IGBTs, angebunden und elektrisch mit den Leiterbahnen kontaktiert. Die Leistungshalbleiterschalter 60 sind zu einer Brückenschaltung zusammengeschaltet. Ferner sind an der Leiterplatte 58 mehrere Kupferflächen 62 angebunden, die mittels des gleichen Materials gebildet sind, aus denen die Leiterbahnen erstellt sind. Auch sind die Kupferflächen 62 einstückig mit jeweils zumindest einer der Leiterbahnen. Mit anderen Worten werden die Kupferflächen 62 mittels der Leiterbahnen gebildet. Die Kupferflächen 62 sowie die Leistungshalbleiter 60 bildenden jeweils eine Wärmequelle 64, die sich bei Betrieb des elektromotorischen Kältemittelverdichters 12 erwärmen, und die gekühlt werden müssen. Ferner sind an der Leiterplatte 58 weitere elektrische und/oder elektronische Bauteile 66 angebunden, die im Zusammenwirken mit den Leistungshalbleitern 60 sowie den Leiterbahnen eine Schaltung bilden, und mittels derer eine Bestromung des Stators 34 in Abhängigkeit eines über das Bus-System 18 übertragenen Befehls erfolgt.
An der Trennwand 50 ist ein parallel zur Rotationsachse 28 verlaufender Dom 68 angeformt und einstückig mit dieser. Der Dom 68 ist im Wesentlichen zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgestaltet und ragt in das Elektronikfach 52 hinein. Auf den Dom 68 ist die Leiterplatte 58 im Bereich eines Randes aufgesetzt und dort mittels einer Schraube 70 fixiert. Die Schraube 70 ist in den Dom 68 eingedreht, wobei sich die Leiterplatte 58 in Axialrichtung, also parallel zur Rotationsachse 28, zwischen dem Schraubenkopf und dem Dom 68 befindet. Somit ist die Leiterplatte 58 an dem Dom 68 befestigt, und die Leiterplatte 58 ist an dem Gehäuse 42 angebunden.
Ferner ist an der Trennwand 50 ein Abstandselement 72 angebunden, das zylinderförmig ausgestaltet ist und im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 28 verläuft. Hierbei ist die Ausdehnung des Abstandselements 72 parallel zur Rotationsachse 28 gleich der Ausdehnung des Doms 68 parallel zur Rotationsachse 28. Das Abstandselement 72 ragt in das Elektronikfach 52 hinein, und die Leiterplatte 58 ist in einem Randbereich lose auf das Abstandselement 72 aufgelegt. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte 58 nicht an dem Abstandselement 72 befestigt. Das Abstandselement 72 dient somit lediglich der Einhaltung eines Mindestabstands der Leiterplatte 58 zur Trennwand 50, und die Befestigung erfolgt lediglich mittels der Schraube 70 und dem Dom 68. Insbesondere sind mehrere derartige Dome 68/Schrauben 70 und/oder Abstandselemente 72 vorhanden.
Jede der Wärmequellen 64, also jeder Leistungshalbleiter 60 und jede Kupferfläche 62, liegen mechanisch über ein Wärmeleitgel 74 und ein Wärmeleitpad 76 an der Trennwand 50 an. Hierbei ist jeder Wärmequelle 64 jeweils ein Wärmeleitpad 76 und ein Wärmeleitgel 74 zugeordnet. Das Wärmeleitgel 74 und das Wärmeleitpad 76 sind in Axialrichtung, also parallel zur Rotationsachse 28, übereinander gestapelt, wobei die Wärmeleitpads 76 mechanisch direkt an der Trennwand 50 anliegen. Zwischen dem jeweiligen Wärmeleitpad 76 und der zugeordneten Wärmequelle 64 ist das jeweils zugeordnete Wärmeleitgel 74 angeordnet, das von der Trennwand 50 beabstandet ist. Auch ist jedes Wärmeleitpad 76 von der Leiterplatte 58 beabstandet. Somit befindet sich jedes Wärmeleitpad 76 zwischen dem jeweils zugeordneten Wärmeleitgel 74 und der Trennwand 50, und das Wärmeleitgel 74 und das jeweils zugeordnete Wärmeleitpad 76 sind thermisch in Reihe zwischen die zugeordnete Wärmequelle 64 und die Trennwand 50 geschaltet.
In 3 ist schematisch vereinfacht nochmals der Aufbau der Elektronik 40 dargestellt. Zur Montage wird das Wärmeleitpad 76 auf der Trennwand 50 montiert und im Anschluss hieran das Wärmeleitgel 74, das z.B. ein Gapfiller ist, auf das Wärmeleitpad 76 aufgebracht. Nach Montage der Leiterplatte 58 wird das Wärmeleitgel 74 ausgehärtet. Somit ist das Wärmeleitgel 74 eine ausgehärtete Flüssigkeit, und zwischen dem Wärmeleitpad 76 und der Wärmequelle 64 ist eine vergleichsweise effiziente Wärmeübertragung möglich. Die Leiterplatte 58 ist hierbei in das Elektronikfach 52 eingeführt und auf den Dom 68 sowie das Abstandselement 72 aufgesetzt. Beispielsweise liegt das Wärmeleitpad 76 vergleichsweise lose an der Trennwand 50 an. Bevorzugt jedoch wird mittels der Schraube 70 das Wärmeleitpad 76 sowie teilweise des Wärmeleitgel 74 komprimiert und somit vorgespannt. Auf diese Weise ist eine thermische Anbindung der Wärmequelle 64 mittels des Wärmeleitpads 76 sowie des Wärmeleitgels 74 an der Trennwand 50 verbessert.
Bei Betrieb des Elektromotors wird, wie in 4 dargestellt, aufgrund des in dem weiteren Fach 46 erhöhten herrschenden Drucks die Trennwand 50 in Richtung des Elektronikfachs 52 ausgebeult. Hierbei wird das Wärmeleitpad 76 oder das Wärmeleitgel 74 verformt, wobei die Verformung elastisch ist. Infolgedessen wird eine thermische Anbindung der Wärmequelle 64 an dem Wärmeleitpad 76 und somit auch an der Trennwand 50 nicht beeinträchtigt sondern begünstigt. Auch erfolgt keine Verformung der Leiterplatte 58 und/oder der Wärmequelle 64, sodass, insbesondere bei einer vergleichsweise hohen Temperatur der Elektronik 40, eine Beschädigung der einzelnen Komponenten im Wesentlichen ausgeschlossen ist. Zusammenfassend werden mittels der Anordnung des Wärmeleitgels 74 und des Wärmeleitpads 76 mechanische Spannungen infolge von zu erwartenden Verformungen der Trennwand 50 vermieden, insbesondere Verformungen parallel zur Rotationsachse 28, die aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Kältemittel 10 in dem weiteren Fach 76, in dem der Elektromotor 30 angeordnet ist, einerseits und dem Atmosphärendruck innerhalb des Faches 52 andererseits hervorgerufen werden.
Zusammenfassend erfolgt die Anbindung der zu entwärmenden Bauteile, also der Wärmequellen 64, über einen Aufbau aus Wärmeleitgel 74 und Wärmeleitpad 76, also Gapfiller und Gappad. Hierbei nimmt beim Zusammenbau das Wärmeleitgel 74 die Bauteil- und Fertigungstoleranzen auf. Zudem wird die thermische Anbindung zwischen der Wärmequelle 64 und dem Wärmeleitpad 76 hergestellt. Das Wärmeleitpad 76 befindet sich auf der Trennwand 50, die als Kühlkörper fungiert. Nach Einbau des Wärmeleitgels 74 ist das zusammengebaute System mechanisch entspannt und die Maß- und Prozesstoleranzen sind mittels des Wärmeleitgels 74 abgefangen.
Bei Betrieb wird zweckmäßigerweise die Gehäusedurchbiegung, also die Verformung der Trennwand 50, insbesondere größtenteils, mittels des Wärmeleitpads 76 aufgenommen. Da die Toleranzen im Aufbau jedoch nicht mittels des Wärmeleitpads 76 aufgenommen werden müssen, kann dieses vergleichsweise dünn ausgestaltet werden. Je nachdem, wie weich das Wärmeleitpad 76 und das Wärmeleitgel 74 sind, wird auch ein Teil der Verformung der Trennwand 50 mittels des Wärmeleitgels74 aufgenommen. Hierbei ist insbesondere die Dicke des Wärmeleitgels 74 ausschlaggebend, inwiefern Verformungen der Trennwand 50 mittels des Wärmeleitgels 74 aufgenommen werden. Somit wird die Kraft auf die Wärmequelle 64 sowie die Leiterplatte 58 verringert und mittels des Wärmeleitpads 76 und des Wärmeleitgels 74 eine elektrische Isolation sichergestellt. Dabei ist auch eine zuverlässige Entwärmung der Wärmequelle 64 auf die Trennwand 50 gegeben.
Aufgrund der vergleichsweise guten thermischen Anbindung ist es möglich, mehrere Bauteile an der Leiterplatte 58 anzubinden, und Fertigung- und Maßtoleranzen im Aufbau werden kompensiert sowie die elektrische Isolation sichergestellt. Auch ist eine mechanische Belastung der einzelnen elektrischen Komponenten reduziert. Bei einer Verformung der Trennwand 50 wird zudem ein Druck auf das Wärmeleitpad 76 und das Wärmeleitgel 74 erzeugt, der den thermischen Übergang zwischen den Grenzflächen verbessert und somit die thermische Anbindung der Wärmequelle 64 an der Trennwand 50 verbessert.
Aufgrund der mechanischen Vorspannung wird die thermische Anbindung der Wärmequelle 64 an der Trennwand 50 verbessert, wobei die Wärmequelle 64 beispielsweise das elektrische/elektronische Bauteil, insbesondere der Leistungshalbleiter 60, oder die Kupferfläche 62 ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Kraftfahrzeug
4: Vorderrad
6: Hinterrad
8: Kältemittelkreislauf
10: Kältemittel
12: elektromotorischer Kältemittelverdichter
14: Kondensator
16: Verdampfer
18: Bus-System
20: Kraftfahrzeugsteuerung
22: Bordnetz
24: Batterie
26: Sicherungseinrichtung
28: Rotationsachse
30: Elektromotor
32: Rotor
34: Stator
36: Welle
38: Verdichterkopf
40: Elektronik
42: Gehäuse
44: Zulauf
46: weiteres Fach
48: Ablauf
50: Trennwand
52: Elektronikfach
54: Durchkontaktierung
56: Gehäusedeckel
58: Leiterplatte
60: Leistungshalbleiter
62: Kupferfläche
64: Wärmequelle
66: elektrisches/elektronisches Bauteil
68: Dom
70: Schraube
72: Abstandselement
74: Wärmeleitgel
76: Wärmeleitpad

Claims

Nebenaggregat (12) eines Kraftfahrzeugs (2), insbesondere elektromotorischer Kältemittelverdichter, mit einem Gehäuse (42), das ein Elektronikfach (52) und ein weiteres Fach (46) aufweist, die mittels einer Trennwand (50) druckdicht voneinander getrennt sind, wobei in dem Elektronikfach (52) eine Elektronik (40) mit einer Leiterplatte (58) angeordnet ist, an der eine Wärmequelle (64) angebunden ist, die über ein Wärmeleitgel (74) und ein Wärmeleitpad (76) mechanisch an der Trennwand (50) anliegt, wobei das Wärmeleitgel (74) und das Wärmeleitpad (76) thermisch in Reihe zwischen die Wärmequelle (64) und die Trennwand (50) geschaltet sind.
Nebenaggregat (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Wärmeleitpad (76) zwischen dem Wärmeleitgel (74) und der Trennwand (50) befindet.
Nebenaggregat (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitgel (74) eine ausgehärtete Flüssigkeit ist.
Nebenaggregat (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (64) ein an der Leiterplatte (58) angebundener Leistungshalbleiter (60) ist.
Nebenaggregat (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (64) eine an der Leiterplatte (58) angebundene Kupferfläche (62) ist.
Nebenaggregat (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitpad (76) und das Wärmeleitgel (74) zwischen der Wärmequelle (76) und der Trennwand (50) mechanisch vorgespannt sind.
Nebenaggregat (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (58) an dem Gehäuse (42) befestigt ist.
Nebenaggregat (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trennwand (50) ein in das Elektronikfach (52) ragender Dom (68) angebunden ist, an dem die Leiterplatte (58) befestigt ist.
Nebenaggregat (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trennwand (50) ein in das Elektronikfach (52) ragendes Abstandselement (72) angebunden ist, auf den die Leiterplatte (58) aufgelegt ist.
Nebenaggregat (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem weiteren Fach (46) ein Elektromotor (30) angeordnet ist, der mittels der Elektronik (40) betrieben ist.