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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät, das zumindest zwei Module umfasst, die in einem zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts miteinander mechanisch verbunden sind, wobei jedes der Module elektronische Bauteile umfasst.
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Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräte dienen zur elektronischen Steuerung bestimmter Kraftfahrzeugkomponenten bzw. -einheiten und können optional Energiewandlungseinheiten aufweisen.
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Bei gattungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräten wird ein Gehäuse bereitgestellt, in dem die jeweiligen elektronischen Bauteile untergebracht sind, die für eine Logiksteuerung sowie eine Leistungssteuerung des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts vorgesehen sind, wobei die Logik- und die Leistungssteuerung entsprechende Module des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts darstellen.
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Die elektronischen Bauteile, insbesondere die der Leistungssteuerung zugeordneten elektronischen Bauteile, müssen während des Betriebs des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gekühlt werden, um sicherzustellen, dass die elektronischen Bauteile nicht beschädigt werden. Dies gewährleistet eine längere Lebensdauer der entsprechenden elektronischen Bauteile.
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Typischerweise erfolgt die Kühlung mittels eines Kühlmittels, beispielsweise ein Wasser-Glykolgemisch bei einer Flüssigkeitskühlung, was die während des Betriebs entstehende Wärme aufnimmt und abtransportiert.
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Das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät kann von außen gekühlt werden, wodurch das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät entsprechend kostengünstig hergestellt werden kann, da die Dichtigkeit nicht gewährleistet werden muss. Nachteilig hieran ist jedoch, dass die Kühlleistung verhältnismäßig gering ist.
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Daher ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, Kühlkanäle innerhalb des Gehäuses vorzusehen, durch die das Kühlmittel strömen kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass die elektronischen Bauteile innerhalb des Gehäuses direkter gekühlt werden können, wodurch die Kühlleistung verbessert ist.
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Des Weiteren sind die der Leistungs- und Logiksteuerung zugeordneten elektronischen Bauteile gemeinsam in dem Gehäuse angeordnet, sodass die elektronischen Bauteile der Leistungs- und Logiksteuerung nicht unabhängig voneinander ausgetauscht bzw. weiterentwickelt werden können. Auch sind die Kühlanforderungen der jeweiligen elektronischen Bauteile unterschiedlich, weswegen die effiziente Kühlung der unterschiedlichen elektronischen Bauteile kompliziert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach aufgebautes Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät bereitzustellen, dessen elektronische Bauteile leicht ausgetauscht und gekühlt werden können.
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Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät modular aufgebaut ist und die beiden Module separat voneinander ausgebildet sind. Die beiden Module weisen jeweils ein eigenes Außengehäuse und zumindest eine äußere Kühlfläche im Bereich des entsprechenden Außengehäuses aufn, über die die Module im zusammengesetzten Zustand zumindest teilweise aneinander anliegen und wenigstens einen von einem Kühlmittel durchströmten Hohlraum bilden. Alternativ oder ergänzend umfasst das erste Modul elektronische Bauteile einer Logiksteuerung, wobei das zweite Modul elektronische Bauteile einer Leistungssteuerung umfasst.
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Da die beiden Module zusammen einen gemeinsamen Kühlmittelraum ausbilden, sind keine separaten Bauteile zur Schaffung eines von einem Kühlmittel durchströmten Hohlraums notwendig, was das Zusammensetzen und Demontieren der Module erleichtert und die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert.
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Auch die Aufteilung der Module in ein Logikmodul, das elektronische Bauteile einer Logiksteuerung umfasst, und in ein Leistungsmodul, das elektronische Bauteile einer Leistungssteuerung umfasst, erleichtert den Austausch einer oder mehrerer Module des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts. Hierdurch kann die Logiksteuerung unabhängig von der Leistungssteuerung ausgetauscht bzw. weiterentwickelt werden, da das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät modular ausgebildet ist. Zudem ergibt sich durch die getrennten Module eine verbesserte Kühlung der elektronischen Bauteile, die eine höhere Kühlleistung benötigen, beispielsweise die elektronischen Bauteile der Leistungssteuerung.
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Optional kann das erste Modul zusätzlich zu den elektronischen Bauteilen einer Logiksteuerung auch elektronische Bauteile einer Leistungssteuerung umfassen und/oder kann das zweite Modul zusätzlich zu den elektronischen Bauteilen einer Leistungssteuerung auch elektronische Bauteile einer Logiksteuerung umfassen.
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Dabei kann zumindest eines der Module ein separates, eigenständiges Modul sein. Dieses eigenständige Modul kann alleine betrieben werden oder eventuell mit einem weiteren Modul erweitert werden.
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So können Module mit unterschiedlichen Funktionsausprägungen kombiniert werden. Hat beispielsweise ein Logikteil drei Ausprägungen und der Leistungsteil vier Ausprägungen, können aus den sieben unterschiedlichen Teilen durch entsprechende Zusammenstellung zwölf unterschiedliche Komponenten erzeugt werden. Falls die Teile einzeln betrieben werden können, sind sogar 19 Komponenten möglich. Hierdurch ergibt sich der modulare Aufbau des Kraftfahrzeug- Leistungssteuergeräts.
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Insbesondere sind die Module separate Einzelmodule, die zusammen das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät bilden. So wird die Herstellung des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts aufgrund einfach herzustellender Einzelteile vereinfacht. Auch kann bei spezieller Anordnung der elektronischen Bauteile in den Einzelmodulen ein leichter und effizienter Austausch der Einzelmodule gewährleistet werden, ohne dabei das komplette Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät demontieren zu müssen.
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Insbesondere ist der durch die Kühlflächen gebildete Hohlraum abgeschlossen und lediglich durch einen Fluideinlass und/oder einen Fluidauslass mit einem Außenbereich außerhalb der Module strömungstechnisch verbindbar. Durch den Fluideinlass und den Fluidauslass kann das Kühlmittel dem Hohlraum zugeführt bzw. aus dem Hohlraum abgeführt werden, wodurch ein Kühlmittelstrom im Hohlraum ermöglicht wird, der beide Module kühlt.
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Beispielsweise sind die Kühlflächen so geformt, dass sie im zusammengesetzten Zustand mehrere Kühlabschnitte ausbilden. Dadurch kann die Kühlfläche vergrößert, was die Kühlleistung verbessert, und/oder die Strömungsstrecke des Kühlmittels verlängert werden, wodurch die Anzahl der gekühlten elektronischen Bauteile erhöht werden kann.
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In einer Ausführungsform erstreckt sich die Kühlfläche zumindest eines Moduls über mehrere Seitenflächen des Außengehäuses des entsprechenden Moduls. Hierdurch kann der zur Kühlung zur Verfügung stehende Bereich weiter erhöht werden.
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Es ist möglich, dass die Kühlflächen auf den mehreren Seitenflächen zusammen mit den Kühlflächen zumindest eines weiteren Moduls einen gemeinsamen Kühlmittelraum ausbilden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Module zumindest strukturell identisch. Das erhöht die Modularität des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts, da so ein Austausch einzelner Module oder eine Erweiterung eines oder mehrerer Module mit einem weiteren Modul ohne eine Demontage bzw. einen Austausch des kompletten Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts ermöglicht wird. Ferner vereinfacht sich so der Zusammenbau des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts.
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Im zusammengesetzten Zustand können die Module symmetrisch zueinander angeordnet sein, beispielsweise punktsymmetrisch.
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Gemäß einem Aspekt umfasst sowohl das erste Modul als auch das zweite Modul jeweils eine externe Fluidschnittstelle für einen externen Fluidanschluss und eine externe elektrische Schnittstelle für einen externen Spannungsanschluss. Dadurch ist das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät modular aufgebaut, da die einzelnen Module zusammen die Elektrizitäts- und Kühlmittelversorgung des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts sicherstellen.
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Auch kann jedes der Module eigenständig betrieben werden, beispielsweise dann, wenn die internen Schnittstellen, über die die Module miteinander gekoppelt sind, auch für externe Anschlüsse geeignet sind.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass eine externe Fluidschnittstelle und/oder eine externe elektrische Schnittstelle eines Moduls zur Versorgung des durch die mehreren Module gebildeten Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts dient.
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Insbesondere sind die Module, neben der mechanischen Verbindung, zusätzlich elektrisch und/oder thermisch miteinander verbunden. Dadurch können die Module umfassend miteinander gekoppelt werden, also mechanisch, elektrisch und thermisch, insbesondere fluidisch, sodass das Kühlmittel durch beide Module strömen kann.
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Es ist möglich, dass sowohl das erste Modul als auch das zweite Modul jeweils einen Fluidleitungsabschnitt aufweisen, die zusammen mit dem Hohlraum eine Fluidleitung ausbilden, sodass beide Module demselben Kühlmittel zugeordnet sind. Durch die Fluidleitungsabschnitte kann das Kühlmittel dem Hohlraum zugeführt bzw. aus dem Hohlraum abgeführt werden, wodurch ein Kühlmittelstrom im Hohlraum, insbesondere in der Fluidleitung, ermöglicht wird, der die elektronischen Bauteile der beiden Module kühlt.
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In einer Ausführungsform ist jeweils zumindest eine durchgehende Öffnung in der Kühlfläche des entsprechenden Moduls vorgesehen, wobei die Öffnungen der Module im zusammengesetzten Zustand miteinander fluchten, sodass ein Durchgang zwischen den beiden Modulen ausgebildet ist. Der Durchgang erstreckt sich ausgehend von einem Aufnahmeraum eines Moduls zu einem Aufnahmeraum des anderen Moduls, sodass die Module, insbesondere die Aufnahmeräume der Module, in räumlicher und/oder thermischer Verbindung miteinander stehen. Durch diesen Durchgang können Leitungen verlaufen und die beiden Module auf diese Weise miteinander kommunizieren.
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Insbesondere sind die Kühlflächen der Module so ausgebildet, dass um den Durchgang herum der Hohlraum für das Kühlmittel gebildet ist. So kann eine Kühlung auch bei einer unterbrochenen Kühlfläche gewährleistet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist jeweils eine Kopplungskomponente in oder an der Öffnung eines Moduls angebracht, die die entsprechende Öffnung verschließt. Dadurch ist eine räumliche und/oder thermische Entkoppelung der Aufnahmeräume der beiden Module möglich.
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Optional können die Module über die Kopplungskomponente mechanisch und/oder elektrisch miteinander verbunden sein.
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Bevorzugt ist die Kopplungskomponente zum Außengehäuse des jeweiligen Moduls elektrisch isoliert. So können Kurzschlüsse zwischen den Modulen zuverlässig vermieden werden.
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Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät drei separat ausgebildete Module, von denen jeweils zwei im zusammengesetzten Zustand miteinander verbunden sind. Die zwei verbundenen Module können ein Gesamtmodul bilden, mit dem das eigenständige dritte Modul gekoppelt ist.
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Alternativ sind alle drei Module als eigenständige Module ausgebildet.
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Die Module können mechanisch, elektrisch und/oder thermisch miteinander verbunden sein.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 a) einen Schnitt einer Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts in einem zusammengesetzten Zustand,
- - 1 b) einen Schnitt einer Draufsicht der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gemäß 1a,
- - 2 a) eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gemäß den 1a und 1b in einem nicht zusammengesetzten Zustand,
- - 2 b) eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gemäß den 1a und 1b in einem zusammengesetzten Zustand,
- - 3 a) einen Schnitt einer Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts,
- - 3 b) einen Schnitt einer Draufsicht der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gemäß 3a,
- - 4 a) einen Schnitt einer Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts,
- - 4 b) einen Schnitt einer Draufsicht der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gemäß 4a,
- - 5 einen Schnitt einer Seitenansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts,
- - 6 einen Schnitt einer Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts,
- - 7 a) einen Schnitt einer Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts, und
- - 7 b) einen Schnitt einer Draufsicht der sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts gemäß 7a.
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In den 1a und 1b ist ein Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät 10 dargestellt, das ein erstes Modul 12 und ein zweites Modul 14 umfasst. Das erste Modul 12 weist ein erstes Außengehäuse 16 auf und das zweite Modul 14 weist ein zweites Außengehäuse 18 auf.
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Das erste und das zweite Außengehäuse 16, 18 umfassen jeweils eine erste bzw. zweite Kühlfläche 20 bzw. 22 und einen ersten bzw. zweiten Gehäusedeckel 24 bzw. 26.
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Die erste Kühlfläche 20 ist entgegengesetzt zum ersten Gehäusedeckel 24 vorgesehen. Ebenso ist die zweite Kühlfläche 22 entgegengesetzt zum zweiten Gehäusedeckel 26 vorgesehen.
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Durch das erste Außengehäuse 16 und den ersten Gehäusedeckel 24 wird ein erster Aufnahmeraum 28 und durch das zweite Außengehäuse 18 und den zweiten Gehäusedeckel 26 wird ein zweiter Aufnahmeraum 30 gebildet.
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In den Aufnahmeräumen 28, 30 können elektronische Bauteile angeordnet sein.
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Beispielsweise umfassen das erste und das zweite Modul 12, 14 jeweils elektronische Bauteile einer Logiksteuerung und einer Leistungssteuerung. Mit anderen Worten ist die Logiksteuerung und die Leistungssteuerung auf beide Module 12, 14 verteilt.
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Optional umfasst jeweils eins der Module 12, 14 (nur) die elektronischen Bauteile der Logiksteuerung und das andere der Module 12, 14 (nur) die elektronischen Bauteile der Leistungssteuerung.
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Die Gehäusedeckel 24, 26 können am jeweiligen Außengehäuse 16, 18 beispielsweise verschraubt, verklebt, verschweißt, verrastet oder dergleichen sein.
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In der hier gezeigten Ausführungsform weist das erste Modul 12 zwei externe elektrische Schnittstellen 32 für einen externen Spannungsanschluss auf, die beispielsweise zur Stromversorgung und/oder zur Signalübertragung dienen.
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Des Weiteren weist das erste Modul 12 zwei externe Fluidschnittstellen für einen externen Fluidanschluss auf, wobei eine der Fluidschnittstellen als Fluideinlass 34 und die andere der Fluidschnittstellen als Fluidauslass 35 dient.
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Über Fluidleitungsabschnitte 36 erstreckt sich der Fluideinlass 34 und der Fluidauslass 35 bis zur ersten Kühlfläche 20. In anderen Worten ausgedrückt, sind der Fluideinlass 34 und der Fluidauslass 35 über die Fluidleitungsabschnitte 36 strömungstechnisch der ersten Kühlfläche 20 zugeordnet.
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Die beiden Module 12, 14 sind über jeweils am Außengehäuse 16, 18 angeformte, flanschartige Verbindungskomponenten 38 miteinander verbunden. Die Verbindungskomponenten 38 eines Moduls 12, 14 können mit den Verbindungskomponenten 38 des anderen Moduls 12, 14 beispielsweise verschraubt, verklebt, verschweißt, verrastet oder dergleichen sein.
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Die beiden Module 12, 14 sind so zusammengesetzt und aneinander befestigt, dass sich die jeweiligen Kühlflächen 20, 22 gegenüberliegenden. Dabei bilden die beiden Kühlflächen 20, 22 zwischen sich einen Hohlraum 40.
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Durch den Hohlraum 40 strömt ein Kühlmittel, das vom Fluideinlass 34 über die Fluidleitungsabschnitte 36 und den Hohlraum 40 zum Fluidauslass 35 strömt. Der Hohlraum 40 bildet zusammen mit den Fluidleitungsabschnitten 36 also eine Art Fluidleitung, durch die das Kühlmittel strömt, das die Kühlflächen 20, 22 und damit die Aufnahmeräume 28, 30 kühlt, um die elektronischen Bauteile zu kühlen. Dabei sind beide Module 12, 14 demselben Kühlmittel zugeordnet.
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Über die Fluidschnittstellen ist der Hohlraum 40 also mit einem Außenbereich außerhalb der Module 12, 14 strömungstechnisch verbindbar.
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Die Kühlflächen 20, 22 weisen beispielsweise jeweils eine spiegelartig zueinander ausgebildete Kontur auf, durch die die Oberflächen der Kühlflächen 20, 22 vergrößert werden.
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Die Kontur kann für jede Kühlfläche 20, 22 spezifisch zugeschnitten sein. Da sich aber die Strömung durch die Kontur beider Kühlflächen 20, 22 einstellt, sind die Konturen aufeinander abzustimmen. Mit anderen Worten sind die Konturen der Kühlfläche 20, 22 korrespondierend zueinander ausgebildet.
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Optional werden durch die Konturen der Kühlflächen 20, 22 verschiedene Kühlabschnitte 42 ausgebildet.
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Zwischen den flanschartigen Verbindungskomponenten 38 kann eine Dichtung 44 vorgesehen sein, durch die der Hohlraum 40 zum Außenbereich hin fluiddicht abgeschlossen ist.
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Es ist möglich, das erste Modul 12 als eigenständiges Modul zu nutzen, wenn beispielsweise durch eine separate Dichtungsplatte, die die Kühlfläche 20 abdeckt und dicht verschließt, der Hohlraum 40 gebildet ist, durch den das Kühlmittel strömen kann.
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1b zeigt eine Draufsicht des ersten Moduls 12 des zuvor beschriebenen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 in einer Schnittdarstellung.
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Das erste Modul 12 sowie das hier nicht dargestellte zweite Modul 14 weisen jeweils eine erste Durchgangsöffnung 46 bzw. eine zweite Durchgangsöffnung 48 auf, die an einer Seitenwandung des Aufnahmeraums 28 bzw. 30 anschließt.
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In einem zusammengesetzten Zustand des ersten und des zweiten Moduls 12, 14, der in 1 gezeigt ist, fluchten die beiden Durchgangsöffnungen 46, 48 miteinander, sodass ein Durchgang 50 zwischen den beiden Modulen 12, 14 ausgebildet wird. In 1a ist der Durchgang 50 durch zwei vertikale, durchgehende Striche angedeutet.
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Durch diesen Durchgang 50 sind die beiden Module 12, 14, insbesondere die Aufnahmeräume 28, 30 der beiden Module 12, 14, räumlich und/oder thermisch miteinander verbunden.
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Es können durch den Durchgang 50 auch separate Bauteile verlegt werden, beispielsweise Kabel oder Leitungen, durch die die elektronischen Bauteile miteinander gekoppelt werden können, die in den Modulen 12, 14 angeordnet sind.
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In den 2a, 2b ist der Durchgang 50 im Detail dargestellt. Zudem ist eine alternative Kopplungsmethode der beiden Module 12, 14 gezeigt.
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In 2a sind die Module 12, 14 in einem nicht zusammengesetzten Zustand. Die Durchgangsöffnungen 46, 48 der beiden Module 12, 14 sind jeweils von einer ersten Kopplungskomponente 52a bzw. von einer zweiten Kopplungskomponente 52b einer Kopplungsvorrichtung 52 verschlossen.
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So können die Module 12, 14 und insbesondere die Aufnahmeräume 28, 30 thermisch voneinander entkoppelt werden.
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Die erste Kopplungskomponente 52a umfasst eine erste Halterung 54a sowie in der Halterung 54a aufgenommene Kontaktbuchsen 56a.
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Die zweite Kopplungskomponente 52b umfasst eine zweite Halterung 54b sowie in der Halterung 54b aufgenommene, komplementär zu den Kontaktbuchsen 56a ausgebildete Kontaktstifte 56b.
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In 2b sind die Module 12, 14 in einem zusammengesetzten Zustand. Dabei sind die Kontaktstifte 56b in die Kontaktbuchsen 56a eingeführt und die Kühlflächen 20, 22 berühren sich im Bereich des Durchgangs 50, sodass sie dicht miteinander abschließen und den Hohlraum 40 bilden.
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Über die Kopplungsvorrichtung 52 können die Module 12, 14 mechanisch und/oder elektrisch miteinander gekoppelt werden. Insbesondere können in den Modulen 12, 14 angeordnete elektronischen Bauteile mit der jeweiligen Kopplungskomponente 52a, 52b gekoppelt sein und über die zusammengeschlossenen Kopplungskomponenten 52a, 52b in elektronischen Kontakt miteinander stehen.
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Zur Vermeidung von Kurzschlüssen können die Halterungen 54a, 54b aus einem isolierenden Material bestehen oder eine Isolationsschicht aufweisen. Die Kopplungskomponenten 52a, 52b umfassen zumindest elektrisch leitendes Material.
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Eine in den 3a und 3b dargestellte zweite Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 ähnelt der ersten Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 gemäß den 1a und 1b.
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Allerdings weist das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät 10 in der zweiten Ausführungsform keine Verbindungskomponenten 38 auf.
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Zudem sind die Durchgangsöffnungen 46, 48 und damit der Durchgang 50 nicht an einer Seitenwandung der Aufnahmeräume 28, 30 sondern mittig angeordnet.
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Die Kühlflächen 20, 22 sind an bestimmten äußeren Kontaktbereichen 58 miteinander verschweißt, insbesondere endseitig, wodurch der durch die Kühlflächen 20, 22 gebildete Hohlraum 40 dicht verschlossen wird und die beiden Module 12, 14 aneinander (mechanisch) befestigt sind.
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Eine dritte Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 gemäß der 4a, 4b entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 gemäß der 1a, 1b. Hier sind die beiden Module 12, 14 allerdings strukturell identisch zueinander ausgebildet und symmetrisch zueinander zusammengesetzt.
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Jedes der Module 12, 14 weist hier eine Fluidschnittstelle auf, die als Fluideinlass 34a oder Fluidauslass 35a bzw. Fluideinlass 34b oder Fluidauslass 35b ausgebildet ist, sowie jeweils eine externe elektrische Schnittstelle 32a bzw. 32b auf.
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Der Fluideinlass 34a, 34b oder Fluidauslass 35a, 35b ist durch einen Fluidleitungsabschnitt 36a der Kühlfläche 20 zugeordnet. Der Fluideinlass 34b oder Fluidauslass 35b ist durch einen Fluidleitungsabschnitt 36b der Kühlfläche 22 zugeordnet.
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In dieser Ausführungsform sind die beiden Module 12, 14 separate Einzelmodule, die zusammen ein eigenständiges Gesamtmodul bilden (können), da der Fluideinlass 34a, 34b oder Fluidauslass 35a, 35b eines Moduls 12, 14 als Fluideinlass und der Fluideinlass 34a, 34b oder Fluidauslass 35a, 35b des anderen Moduls 12, 14 als Fluidauslass des Gesamtmoduls dient.
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4b zeigt eine Draufsicht des ersten Moduls 12 des zuvor beschriebenen Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10. Das erste Modul 12 sowie das hier nicht dargestellte zweite Modul 14 weisen jeweils zwei erste Durchgangsöffnungen 46a, 46b bzw. zwei zweite Durchgangsöffnungen 48a, 48b auf, die an Seitenwandungen des Aufnahmeraums 28 bzw. 30 anschließen.
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In einem zusammengesetzten Zustand des ersten und des zweiten Moduls 12, 14 fluchten die jeweils beiden ersten Durchgangsöffnungen 46a, 46b mit den entsprechenden zweiten Durchgangsöffnungen 48a, 48b, sodass zwei Durchgänge 50a, 50b zwischen den beiden Modulen 12, 14 ausgebildet werden. In 4a sind die Durchgänge 50a, 50b durch zwei vertikale, durchgehende Striche angedeutet.
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Es sind pro Modul 12, 14 jeweils zwei Öffnungen 46a, 46b bzw. 48a, 48b an entgegengesetzten Seiten(-wandungen) des entsprechenden Aufnahmeraums 28 bzw. 30 angeordnet, da so keine Einschränkung bei der Ausrichtung der Module 12, 14 zueinander auftreten. In anderen Worten ausgedrückt, kann so eines der Module 12, 14 um 180° gedreht mit dem anderen Modul 12, 14 zusammengesetzt werden, sodass die externen elektronischen Schnittstellen 32a, 32b und die Fluideinlässe 34a, 34b oder Fluidauslässe 35a, 35b auf derselben Seite des Gesamtmoduls liegen.
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Durch diese Durchgänge 50a, 50b sind die beiden Module 12, 14, insbesondere die Aufnahmeräume 28, 30 der beiden Module 12, 14, räumlich und/oder thermisch miteinander verbunden.
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Durch die Durchgänge 50a, 50b können auch separate Bauteile verlegt werden, beispielsweise Kabel oder Leitungen, durch die die in den Modulen 12, 14 angeordneten elektronischen Bauteile miteinander gekoppelt werden können.
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Auch ist denkbar, dass in einem oder in beiden Durchgängen 50a, 50b eine Kopplungsvorrichtung 52 gemäß den 2a, 2b angeordnet ist und die beiden Module 12, 14 dadurch mechanisch und/oder elektrisch gekoppelt sind.
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5 zeigt eine vierte Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10. Diese entspricht im Wesentlichen der dritten Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 gemäß der 4a, 4b. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen liegt hier in der Erstreckung der Kühlflächen 20, 22.
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In der hier gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Kühlflächen 20, 22 über mehrere Seitenflächen des Außengehäuses 16 bzw. 18. Dadurch wird eine größere Oberfläche der Kühlflächen 20, 22 geschaffen, wodurch die Anzahl der elektronischen Bauteile erhöht werden kann, die gekühlt werden können.
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Der Fluideinlass 34a oder Fluidauslass 35a des ersten Moduls 12 liegt, im gezeigten Schnitt, diagonal zum Fluideinlass 34b oder Fluidauslass 35b des zweiten Moduls 14. Nur so kann eine zuverlässige Strömung des Kühlmittels durch den Hohlraum 40 sichergestellt werden, indem Lufteinschlüsse in einem „umgedrehten Siphon“ vermieden werden.
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In 6 ist eine fünfte Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 dargestellt. Der strukturelle Aufbau der Module 12, 14 ist nahezu identisch zur ersten Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 gemäß den 1a und 1b. In der hier dargestellten Ausführungsform ist zusätzlich noch ein drittes Modul 60 vorgesehen.
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Das dritte Modul 60 ist auf dem Gehäusedeckel 24 des ersten Moduls 12 befestigt und über eine Kopplungsvorrichtung 52 gemäß den 2a und 2b mechanisch und/oder elektrisch mit dem ersten Modul 12 gekoppelt.
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Das erste Modul 12 weist hier nur noch eine externe elektronische Schnittstelle 32 auf. Diese „fehlende“ externe elektronische Schnittstelle 32 ist am dritten Modul 60 angeordnet.
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In der hier gezeigten Ausführungsform dient das dritte Modul 60 als modular ausgelagertes Logikmodul, das (ausschließlich) elektronische Bauteile der Logiksteuerung umfasst.
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Die Module 12, 14 sind hier mit dem Logikmodul 60 gekoppelte Leistungsmodule. Die Module 12, 14 umfassen demnach (ausschließlich) elektronische Bauteile der Leistungssteuerung.
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Aufgrund der Trennung der Logiksteuerung und der Leistungssteuerung ist ein Austausch dieser Steuerung bzw. Module sehr einfach und effizient realisierbar.
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Aus 6 wird zudem deutlich, dass der Hohlraum 40 nur zwischen den beiden Modulen 12, 14 vorgesehen ist, die die elektronische Bauteile der Leistungssteuerung umfassen, welche einen größeren Kühlbedarf als die elektronischen Bauteile der Logiksteuerung haben.
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Eine sechste Ausführungsform des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10 ist in den 7a und 7b gezeigt. Hier ist das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät 10 ebenfalls aus drei Einzelmodulen 12, 14, 60 zusammengesetzt, die gemeinsam ein Gesamtmodul bilden, also das Kraftfahrzeug-Leistungssteuergerät 10.
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Das erste Modul 12 weist ein erstes Außengehäuse 16, das zweite Modul 14 weist ein zweites Außengehäuse 18 und das dritte Modul 60 weist ein drittes Außengehäuse 62 auf.
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Das erste, zweite und das dritte Außengehäuse 16, 18, 62 umfassen jeweils eine erste, zweite bzw. dritte Kühlfläche 20, 22, 64 und einen ersten, zweiten bzw. dritten Gehäusedeckel 24, 26 bzw. 66.
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Die zweite und dritte Kühlfläche 22, 64 erstreckt sich abschnittsweise über mehrere Seitenflächen des jeweiligen Außengehäuses 26, 62.
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Durch das erste Außengehäuse 16 und den ersten Gehäusedeckel 24 wird ein erster Aufnahmeraum 28, durch das zweite Außengehäuse 18 und den zweiten Gehäusedeckel 26 wird ein zweiter Aufnahmeraum 30 und durch das dritte Außengehäuse 62 und den dritten Gehäusedeckel 66 wird ein dritter Aufnahmeraum 68 gebildet. In den Aufnahmeräumen 28, 30, 68 können elektronische Bauteile angeordnet werden.
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Beispielsweise umfassen das erste, das zweite und das dritte Modul 12, 14, 60 jeweils elektronische Bauteile einer Logiksteuerung und einer Leistungssteuerung.
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Optional umfasst eins oder umfassen mehrere der Module 12, 14, 60 elektronische Bauteile einer Logiksteuerung und das andere bzw. die anderen der Module 12, 14, 60 elektronische Bauteile einer Leistungssteuerung.
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Die Gehäusedeckel 24, 26, 66 können am jeweiligen Außengehäuse 16, 18, 62 beispielsweise verschraubt, verklebt, verschweißt, verrastet oder dergleichen sein.
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Wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann eines oder können mehrere der Module 12, 14, 60 eine oder mehrere externe elektrische Schnittstellen 32 für einen externen Spannungsanschluss aufweisen, die beispielsweise zur Stromversorgung und/oder zur Signalübertragung dienen.
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In der hier gezeigten Ausführungsform weist das erste Modul 12 und das zweite Modul 14 jeweils eine externe Fluidschnittstelle für einen externen Fluidanschluss auf, wobei eine der Fluidschnittstellen als Fluideinlass 34a oder Fluidauslass 35a und die andere der Fluidschnittstellen als Fluideinlass 34b oder Fluidauslass 35b dient.
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Der Fluideinlass 34a oder Fluidauslass 35a ist durch einen Fluidleitungsabschnitt 36a der Kühlfläche 20 zugeordnet. Der Fluideinlass 34b oder Fluidauslass 35b ist durch einen Fluidleitungsabschnitt 36b (7b) der Kühlfläche 22 zugeordnet.
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Die drei Module 12, 14, 60 können miteinander verschraubt, verklebt, verschweißt, verrastet oder dergleichen sein.
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Die drei Module 12, 14, 60 sind so zusammengesetzt und aneinander befestigt, dass sich die jeweiligen Kühlflächen 20, 22, 64 gegenüberliegen. Dabei bildet jeweils eine der Kühlflächen 20, 22, 64 zusammen mit den zwei anderen der Kühlflächen 20, 22, 64 den Hohlraum 40, sodass ein durchgehender Hohlraum 40 durch alle drei Module 12, 14, 60 gebildet ist.
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Im Hohlraum 40 strömt das Kühlmittel vom Fluideinlass 34a oder 34b zum Fluidauslass 35a oder 35b entlang der beispielhaft angedeuteten Strömungsstrecke 70.
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Der Hohlraum 40 bildet zusammen mit den Fluidleitungsabschnitten 36a, 36b also wieder eine Art Fluidleitung, durch die das Kühlmittel strömt, das die Kühlflächen 20, 22, 64 und damit die jeweils zugeordneten Aufnahmeräume 28, 30, 68 kühlt, insbesondere die darin vorgesehenen elektronischen Bauteile. Dabei sind die Module 12, 14, 60 demselben Kühlmittel zugeordnet.
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Über die Fluidschnittstellen ist der Hohlraum 40 also mit einem Außenbereich außerhalb der Module 12, 14, 60 strömungstechnisch verbindbar.
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Die Kühlflächen 20, 22, 64 können jeweils eine komplementär zueinander ausgebildete Kontur aufweisen, durch die die Oberflächen der Kühlflächen 20, 22, 64 vergrößert werden.
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Optional können durch diese Konturen der Kühlflächen 20, 22, 64 verschiedene Kühlabschnitte ausgebildet werden.
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Zwischen den Kontaktbereichen der Kühlflächen 20, 22, 64 können Dichtungen vorgesehen sein, durch die der Hohlraum 40 zum Außenbereich hin fluiddicht abgeschlossen werden kann.
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In dieser Ausführungsform sind die drei Module 12, 14, 60 separate Einzelmodule, die zusammen ein eigenständiges Gesamtmodul bilden, da der Fluideinlass 34a, 34b oder Fluidauslass 35a, 35b eines Moduls 12, 14 als Fluideinlass und der Fluideinlass 34a, 34b oder Fluidauslass 35a, 35b des anderen Moduls 12, 14 als Fluidauslass des Gesamtmoduls, also des Kraftfahrzeug-Leistungssteuergeräts 10, dient. Die Kühlflächen 20, 22, 64 schaffen erst im zusammengesetzten Zustand den Hohlraum 40, der für die Bildung der Fluidleitung dient, in der das Kühlmittel strömen kann.
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Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele darstellen und die beschriebenen Ausgestaltungen der einzelnen Ausführungsformen auch auf die anderen Ausführungsformen angewendet werden können.
