DE102019125565A1 - Elektrische wechselrichterbaugruppe - Google Patents

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Abstract

Die Offenbarung stellt eine elektrische Wechselrichterbaugruppe bereit. In dieser Schrift wird eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet eine Wechselrichterspeichereinheit, die in einem Gehäuse bereitgestellt ist. Ein Elektronikmodul versorgt einen Elektromotor mit Leistung. Das Elektronikmodul ist in die Wechselrichterspeichereinheit integriert. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an den einen oder die mehreren Kondensatoren gekoppelt und außerhalb dieser angeordnet.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Elektronikbaugruppe und insbesondere eine Elektronikbaugruppe, die sich innerhalb eines wechselrichterintegrierten elektrischen Verdichters zur Verwendung in einem Wärmepumpensystem befinden kann.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Eine Wärmepumpe ist eine bewährte Lösung, um die Reichweite von elektrifizierten Fahrzeugen aufgrund der Energieeffizienz zu erhöhen. Wenn ein Wärmepumpensystem bei niedrigen Außentemperaturen betrieben wird, um eine Heizfunktion für einen Innenraum oder andere Komponenten bereitzustellen, die ein Erwärmen benötigen können (zum Beispiel ein in einer kalten Umgebung durchtränktes Batteriepack), kann es unter einer verschlechterten Leistung leiden und ein Kapazitätsverlust der Kondensatoren im elektrischen Verdichter kann zu der Verschlechterung beitragen. Dementsprechend ist es wünschenswert, Verdichter zu entwickeln, die bei allen Umgebungstemperaturen, einschließlich niedrigen Außentemperaturen, effizient arbeiten.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird hierin eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet eine Wechselrichterspeichereinheit, die in einem Gehäuse bereitgestellt ist. Ein Elektronikmodul versorgt einen Elektromotor mit Leistung. Das Elektronikmodul ist in die Wechselrichterspeichereinheit integriert. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an den einen oder die mehreren Kondensatoren gekoppelt und außerhalb dieser angeordnet.
  • Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird hierin eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet eine Wechselrichterspeichereinheit, die auf einem Gehäuse bereitgestellt ist. Ein Elektronikmodul versorgt einen Elektromotor mit Leistung. Das Elektronikmodul ist in die Wechselrichterspeichereinheit integriert. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet und erstrecken sich von einer Leiterplatte. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an eine gegenüberliegende Seite des einen oder der mehreren Kondensatoren von der Leiterplatte gekoppelt und in der Nähe davon angeordnet.
  • Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird hierin eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet einen elektrischen Verdichter und ein Elektronikmodul zum Versorgen eines Elektromotors mit Leistung und ein Elektronikmodul mit einem ersten, höheren Spannungseingang und einem zweiten, niedrigeren Spannungseingang. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an den Kondensator gekoppelt und außerhalb des Kondensators angeordnet. Die Heizvorrichtung wird durch den ersten oder zweiten Spannungseingang angetrieben.
  • Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen gilt:
    • 1 ist eine perspektivische Seitenansicht eines wechselrichterintegrierten elektrischen Verdichters gemäß einigen Beispielen;
    • 2 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Elektronikmoduls, das sich innerhalb des wechselrichterintegrierten elektrischen Verdichters befinden kann, gemäß einigen Beispielen;
    • 3 ist eine seitliche perspektivische Schnittansicht eines Kondensators innerhalb des Elektronikmoduls gemäß einigen Beispielen;
    • 4 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Vielzahl von Kondensatoren, die auf einer Leiterplatte des Elektronikmoduls angeordnet sind, und einer Heizvorrichtung, die um einen Umfang der Kondensatoren herum angeordnet ist, gemäß einigen Beispielen;
    • 5 ist eine Draufsicht der Vielzahl von Kondensatoren, die auf der Leiterplatte des Elektronikmoduls angeordnet sind, und der Heizvorrichtung, die um einen Umfang der Kondensatoren herum angeordnet ist, was in 4 beispielhaft veranschaulicht ist;
    • 6 ist eine perspektivische Seitenansicht der Vielzahl von Kondensatoren, die auf der Leiterplatte des Elektronikmoduls angeordnet sind, und der Heizvorrichtung, die über den Kondensatoren angeordnet ist, gemäß einigen Beispielen; und
    • 7 ist eine Draufsicht der Vielzahl von Kondensatoren, die auf der Leiterplatte des Elektronikmoduls angeordnet sind, und der Heizvorrichtung, die über den Kondensatoren angeordnet ist, was in 6 beispielhaft veranschaulicht ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN BEISPIELE
  • Im Sinne der Beschreibung hierin beziehen sich die Begriffe „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“; „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in ihrer Ausrichtung in 1. Dabei versteht es sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, es sei denn, es ist ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten und in der nachstehenden Beschreibung beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Prozesse lediglich beispielhafte Beispiele für die in den beigefügten Patentansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Daher sind konkrete Abmessungen und andere physische Eigenschaften bezüglich der hierin offenbarten Beispiele nicht als einschränkend zu betrachten, es sei denn, die Patentansprüche legen ausdrücklich etwas anderes fest.
  • Je nach Bedarf werden hierin detaillierte Beispiele der vorliegenden Erfindung offenbart. Dabei versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Beispiele für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Ausgestaltung und einige schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine Funktionsübersicht darzustellen. Demnach sind hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
  • Hierin werden Bezugsausdrücke wie etwa erstes und zweites, oberes und unteres und dergleichen lediglich dazu verwendet, eine Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren. Es ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“ oder eine beliebige sonstige Variation derselben eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, sodass ein Vorgang, Verfahren, Erzeugnis oder eine Vorrichtung, der/das/die eine Aufzählung von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder diesem Vorgang, Verfahren, Erzeugnis oder dieser Vorrichtung innewohnen. Ein Element, dem „umfasst“ vorangeht, schließt nicht, ohne weitere Einschränkungen, das Vorhandensein von zusätzlichen identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Erzeugnis oder der Vorrichtung, der/das/die das Element umfasst, aus.
  • Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes der aufgezählten Elemente einzeln verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel eine Zusammensetzung so beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung nur A; nur B; nur C; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
  • Die folgende Offenbarung beschreibt eine Elektronikbaugruppe, die als wechselrichterintegrierter elektrischer Verdichter konfiguriert sein kann. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet ein Elektronikmodul, das in einem Gehäuse bereitgestellt ist. Das Elektronikmodul kann ein Wechselrichtermodul beinhalten, das einen Elektromotor mit Leistung versorgt. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an den Kondensator gekoppelt und außerhalb des Kondensators angeordnet. Die Heizvorrichtung kann angeschaltet werden, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt. In einigen Fällen können der eine oder die mehreren Kondensatoren als Elektrolytkondensatoren konfiguriert sein und ist die Heizvorrichtung dazu konfiguriert, die Temperatur eines Elektrolytmaterials innerhalb des Kondensators zu erhöhen.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Elektronikbaugruppe 10 als Teil eines wechselrichterintegrierten elektrischen Verdichters 12 konfiguriert sein, der ein Wechselrichtergehäuse 14 beinhaltet, das eine externe Hülle darstellt. Der wechselrichterintegrierte elektrische Verdichter 12 kann ein Verdichter sein, der in einem Klimasteuersystem eines Fahrzeugs verwendet wird, und seine Antriebsdrehzahl wird durch ein Elektronikmodul 22 (2) gesteuert. Der wechselrichterintegrierte elektrische Verdichter 12 kann innerhalb einer Wärmepumpe angeordnet sein, die dazu verwendet wird, eine Heiz- und/oder Kühlfunktion bereitzustellen, um das Wohlbefinden in der Fahrgastkabine beizubehalten.
  • Der Verdichter 12 kann eine Elektromotorbaugruppe 62 mit einem beliebigen Motortyp darin und eine Verdichtungsbaugruppe 64 beinhalten. Der Verdichter 12 kann über eine Motorwelle mit dem Motor verbunden sein und ist somit so konfiguriert, dass die Verdichtungsbaugruppe 64 von der Elektromotorbaugruppe 62 angetrieben wird. Das Gehäuse 14 kann eine Saugöffnung 16 beinhalten. Kältemittelgas mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck, das von der Kältemittelsaugöffnung 16 in das Gehäuse 14 aufgenommen wird, strömt um den Elektromotor herum und wird dann von der Verdichtungsbaugruppe 64 aufgenommen und verdichtet. Die Anordnung ist derart, dass das durch die Verdichtungsbaugruppe 64 verdichtete Kältemittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck aus einer am Gehäuse 14 bereitgestellten Abgabeöffnung 18 nach außen abgegeben wird. Das Gehäuse 14 kann ebenfalls mit Befestigungsfüßen 20 bereitgestellt sein. Der wechselrichterintegrierte elektrische Verdichter 12 wird in einem Fahrzeug installiert, indem die Befestigungsfüße 20 über Halterungen und Schrauben am Fahrzeug befestigt werden. Es versteht sich, dass jede Elektronikbaugruppe 10 für eine beliebige Verwendung in Übereinstimmung mit den hierin bereitgestellten Lehren hergestellt werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann ein Elektronikmodul 22 einen Gleichstrom (direct current - DC) in mehrphasigen Wechselstrom (alternating current - AC) umwandeln. Der DC wird über einen ersten Hochspannungseingang 24 von einer Leistungsversorgungeinheit, wie zum Beispiel einer Batterie oder dergleichen, zugeführt, die im Fahrzeug installiert ist. Der Elektronikmodul 22 beinhaltet zusätzlich eine Leiterplatte (gedruckte Leiterplatte) 28 in Verbindung mit einer großen Anzahl von Anschlussklemmen. Auf der Leiterplatte 28 ist eine Steuer- und Kommunikationsschaltung mit Komponenten montiert, die durch einen zweiten Niederspannungseingang 26 betrieben werden können. Auf der Leiterplatte 28 ist eine Vielzahl von elektrischen Komponenten, welche die Steuer- und Kommunikationsschaltung darstellen, wie beispielsweise eine Steuerung 44, ein Transformator, ein Kondensator 30 und eine Spule, bereitgestellt. In einigen Beispielen kann der Elektronikmodul 22 auch einen Optoisolator zum Übertragen elektrischer Signale zwischen einer Niederspannungs- und einer Hochspannungsschaltung beinhalten. Die Niederspannungsschaltung kann die Steuerung 44, eine Leistungsversorgung, einen Sendeempfänger und/oder eine beliebige andere gewünschte Komponente beinhalten. Die Hochspannungsschaltung kann eine Steuerung 44, eine Leistungsversorgung vom ersten Hochspannungseingang 24, einen oder mehrere Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (Insulated Gate Bipolar Junction Transistors - IGBTs) zum Modulieren der Leistung für den Motor und einen oder mehrere Kondensatoren 30 beinhalten. Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige andere Komponente innerhalb des Elektronikmoduls 22 und innerhalb der Hoch- oder Niederspannungsschaltung angeordnet sein kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 werden mit den Kondensatoren 30 im Elektronikmodul 22 eine oder mehrere DC-Verbindungsschaltungen gebildet. In einigen Beispielen können Elektrolytkondensatoren verwendet werden, die klein, wirtschaftlich und leicht verfügbar sein können, um das Elektronikmodul 22 über einen breiten Temperaturbereich von weniger als -25° C bis über 120° C zu betreiben. Ein Elektrolytkondensator 30 ist ein polarisierter Kondensator, dessen Anode 32 oder positive Platte aus einem Metall besteht, das durch Anodisierung eine isolierende Oxidschicht bildet. Diese Oxidschicht dient als das Dielektrikum des Kondensators 30. Ein fester, flüssiger oder gelartiger Elektrolyt 34 bedeckt die Oberfläche dieser Oxidschicht und dient als die (Kathode) oder negative Platte des Kondensators 30. Aufgrund ihrer dünnen dielektrischen Oxidschicht und der vergrößerten Anodenoberfläche können Elektrolytkondensatoren 30 im Vergleich zu Keramikkondensatoren oder Folienkondensatoren ein höheres Kapazität-Spannung(KS)-Produkt pro Volumeneinheit aufweisen und somit große Kapazitätswerte aufweisen.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 3 und 4 erstrecken sich der eine oder die mehreren Kondensatoren 30 von der Leiterplatte 28 mit einem proximalen Abschnitt 36 des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 in der Nähe der Leiterplatte 28 und einem distalen Abschnitt 38 des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 weiter von der Leiterplatte 28 entfernt als der proximale Abschnitt 36. Eine Höhe h des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 ist durch eine äußere Seitenfläche 40 definiert, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt 36, 38 des Kondensators 30 erstreckt. Ein Paar von Klemmen 60 (5) erstreckt sich vom proximalen Abschnitt 36 der Kondensatoren 30.
  • Unter Bezugnahme auf die 3-6 umschließt eine Heizvorrichtung 42 einer beliebigen Art, die beim Anschalten, zum Beispiel durch die Steuerung 44, Wärme erzeugt, den einen oder die mehrerer Kondensatoren 30 teilweise und/oder ist in der Nähe davon angeordnet. Die Heizvorrichtung 42 ist dazu konfiguriert, die Kondensatoren 30 des Elektronikmoduls 22 zu erwärmen, wenn die Elektronikbaugruppe 10 und/oder die Kondensatoren 30 unter einer Schwellentemperatur liegen. Die Schwellentemperatur kann zum Beispiel -10° C betragen, bei welcher der Kondensator 30 oder Komponenten davon zu erstarren beginnen und/oder den Betrieb der Elektronikbaugruppe 10 anderweitig begrenzen können. Somit kann die Heizvorrichtung 42 den Betrieb des Elektronikmoduls 22 und damit des Verdichters 12 bei Temperaturen unter 0° C oder darunter ermöglichen. Die Verwendung des Verdichters 12 bei diesen Temperaturen kann es der Wärmepumpe ermöglichen, in einem Heizmodus für das Wohlbefinden in der Fahrzeugkabine und/oder die Wärmeverwaltung der Fahrzeugkomponenten (z. B. Erwärmen der Batterie) zu arbeiten, wenn die meisten Wechselrichter ansonsten aufgrund von Temperaturen unter dem Gefrierpunkt verschlechtert oder sogar unbrauchbar werden würden. Dementsprechend kann die Heizvorrichtung 42, die in der Nähe der Kondensatoren 30 und/oder einer beliebigen anderen Komponente des Elektronikmoduls 22 angeordnet ist, erwärmt werden, um deren Funktionalität und/oder Effizienz bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu erhöhen.
  • Gemäß verschiedenen Beispiele kann die Heizvorrichtung 42 als eine Tinte konfiguriert sein, die mittels herkömmlichen Siebdrucks, Flexodrucks oder Tiefdrucks auf eine Folie 46 aufgebracht wird. Die nasse Tinte, die so auf die Folie 46 aufgebracht wurde, kann anschließend durch Erwärmen getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen, um dadurch eine feste Polymerfolie mit einer Foliendicke zu erhalten, die gemäß manchen Beispielen im Mikrometerbereich (z. B. 5-25 Mikrometer) liegen kann.
  • Gemäß verschiedenen Beispielen kann eine Heizvorrichtung 42 mit positivem Temperaturkoeffizienten (Positive Temperature Coefficient - PTC) genutzt werden, womit ein Material gemeint ist, dessen elektrischer Widerstand steigt, wenn seine Temperatur erhöht wird. Eine PTC-Heizvorrichtung 42, die auf den Polymerdickfolien-PTC-Kohlenstoff-Zusammensetzungen beruht, kann anhand vieler elektrischer Temperaturwiderstandeinheiten, die parallel oder in Reihe geschaltet sind, konfiguriert sein, um die konzipierte Heizenergiedichte zu erzielen. Jede Temperaturwiderstandeinheit beinhaltet zwei Elektroden 48, 50 und einen gedruckten Widerstandsstreifen 52 mit einem Widerstand (R), der zwischen zwei Elektroden 48, 50 eingefasst ist. Beim Anlegen einer Spannung (V) zwischen den Elektroden strömt eine elektrische Stromstärke (A) durch den PTC-Widerstandsstreifen 52, bringt eine elektrische Heizleistungsausgabe (W) gemäß dem Ohmschen Gesetzen hervor: das heißt, die Ausgabeleistung (W) = Stromstärke (A) × Spannung (V) und die Stromstärke (A) = Spannung (V) / Widerstand (R) oder W=V2/R. Unter einer abgegebenen Heizleistung steigt die Temperatur der Heizeinheit. Aufgrund der PTC-Grundeigenschaft des Polymerdickstreifens steigt dessen Widerstand mit dem Temperaturanstieg, was wiederum die Abnahme der abgegebenen Heizleistung bewirkt. Bei einer bestimmten Temperatur sinkt die Heizleistung auf einen Punkt, bei dem der Wärmeverlust an die Umgebung gerade so ausgeglichen wird, sodass sich die Temperatur einem Gleichgewicht nähert und daraufhin konstant bleibt. Somit kann die PTC-Heizvorrichtung 42 eine selbstregulierende Funktion zeigen.
  • Eine beispielhafte polymere PTC-Tintenzusammensetzung kann vier Teile (oder Komponenten) beinhalten, und diese vier Teile lassen sich der Funktion nach kategorisieren als (1) die elektrisch leitfähige Komponenten zum Bereitstellen elektrischer Leitfähigkeit; (2) die Polymerkomponente als das Bindemittel oder der Klebstoff zum Dispergieren der leitfähigen Komponente und zum Ermöglichen, dass die PTC-Zusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht wird; (3) das Lösungsmittel zum Vermischen aller Komponenten in flüssiger oder Gelform und zum Ermöglichen, dass die Gesamtzusammensetzung anhand herkömmlicher Druckverfahren auf ein Substrat übertragen wird; (4) das eine oder die mehreren Additive, um die Stabilisierung der Tintenzusammensetzung zu unterstützen und die Druckbarkeit zu verbessern. Gemäß verschiedenen Beispielen wird eine PTC-Tinte auf Abschnitte der Folie 46 gedruckt und anschließend zum Entfernen des Lösungsmittels bei hoher Temperatur getrocknet, um dadurch eine PTC-Folie zu gewinnen, die sich aus den festen Teilen der PTC-Tinte, einschließlich eines elektrischen Leiters, Polymerharz und optionalen Additiven zusammensetzt.
  • In anderen Beispielen kann die Heizvorrichtung 42 als starres und/oder biegsames längliches Element konfiguriert sein, das ein niederohmiges elektrisch leitfähiges Material beinhalten kann, das zu einem elektrischen Heizelement geformt wird, das einen zu erwärmenden Bereich mit ausreichendem Widerstand zur Wärmeerzeugung abdeckt. In einigen Fällen ist die Heizvorrichtung 42 mit der Niederspannungsleistungsversorgung des Elektronikmoduls 22 wirkgekoppelt. Es versteht sich jedoch, dass in einigen Beispielen die Heizvorrichtung 42 zusätzlich und/oder alternativ mit der Hochleistungsspannung wirkgekoppelt sein kann.
  • In einigen Beispielen kann ein Wärmeisolator 54 zwischen der Leiterplatte 28 und der Heizvorrichtung 42 angeordnet sein. Der Wärmeisolator 54 kann einstückig mit einem Basisabschnitt der Heizvorrichtung 42 ausgebildet oder anderweitig durch ein beliebiges Verfahren an dem Elektronikmodul 22 befestigt sein. Darüber hinaus kann der Wärmeisolator 54 in verschiedenen Beispielen flexibel oder starr sein. Es versteht sich, dass ein beliebiges Wärmeisolationsmaterial verwendet werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Es versteht sich, dass der Wärmeisolator 54 in einigen Fällen aus einem Luftspalt bestehen kann.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die 4-7 kann ein Temperatursensor 56 mit der Steuerung 44 und/oder der Heizvorrichtung 42 wirkgekoppelt sein. In einigen Beispielen überwacht der Temperatursensor 56 die Temperatur des Elektronikmoduls 22 und/oder der Kondensatoren 30. Als Reaktion darauf, dass die Kondensatoren 30 eine Temperatur unter einer Schwellentemperatur, wie beispielsweise 0° C, aufweisen, schaltet die Steuerung 44 die Heizvorrichtung 42 an und erhöht somit die Temperatur der Kondensatoren 30. Es versteht sich, dass eine beliebige Art von Temperatursensor 56 zum Überwachen der Temperatur des Elektronikmoduls 22 und/oder der Kondensatoren 30 verwendet werden kann, ohne von den Lehren der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf die 4-7 kann zusätzlich zu der Heizvorrichtung 42, die einen oder mehrere Kondensator 30 mindestens teilweise umschließt, ein Wärmeübertragungsmedium 58 innerhalb eines durch die Heizeinrichtung 42 definierten Raumes und/oder zwischen den Kondensatoren 30 zusätzlich angeordnet sein. In einigen Fällen kann das Wärmeübertragungsmedium 58 als ein Fluid, eine Paste, ein Gel oder anderes Medium 58 konfiguriert sein, das eine Anpassungsfähigkeit aufweist, so dass es sich an den Raum zwischen den Kondensatoren 30 und der Heizvorrichtung 42 und/oder den Raum zwischen den Kondensatoren 30 anpassen kann. In einigen Fällen kann das Wärmeübertragungsmedium 58 dazu beitragen, die Luftspalten, die wärmeisolierend sind, zu minimieren. Außerdem ist das Medium 58 ebenfalls wärmeleitend, um die Wärmeübertragung von der Heizvorrichtung 42 auf eine Außenfläche des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 zu unterstützen.
  • In einigen Beispielen kann das Medium 58 als ein mit wärmeleitenden Partikeln gefüllter Träger (z.B. Silikon) konfiguriert sein. Aufgrund des Füllstoffs kann das Medium 58 eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, während die Anpassungsfähigkeit und Verteilbarkeit erhalten bleiben. Zusätzlich und/oder alternativ kann Bornitrid aufgrund seiner Wärmeübertragungseigenschaften und seiner relativ niedrigen Kosten als der Füllstoff verwendet werden, der mit einer hydrophoben Verbindung beschichtet werden kann. Ferner kann Ruß als Füllstoff verwendet werden und ist eine feinteilige Form von elementarem Kohlenstoff, der aus kugelförmigen Partikeln bestehen kann, die wiederum zu porösen Agglomeraten zusammenlaufen. Ruß kann als kostengünstiger wärmeleitender Füllstoff in Polymerbeispielen des Mediums 58 verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass ein beliebiges wärmeleitendes Material innerhalb des Wärmeübertragungsmediums 58 verwendet werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 kann die Heizvorrichtung 42 in einigen Fällen zusätzlich oder alternativ dazu, dass die Heizvorrichtung 42 einen Umfang des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 umschließt, was in den 4 und 5 beispielhaft veranschaulicht ist, über dem distalen Abschnitt 38 des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 angeordnet sein. Die Heizvorrichtung 42 kann mit dem distalen Abschnitt 38 des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 durch ein beliebiges im Fach bekanntes Verfahren wirkgekoppelt sein. Zusätzlich kann das Wärmeübertragungsmedium 58 in einigen Beispielen verwendet werden, um die Position der Heizvorrichtung 42 in Bezug auf einen oder mehrere Kondensatoren 30 beizubehalten. Das zwischen der Heizvorrichtung 42 und den distalen Abschnitten 38 des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 angeordnete Wärmeübertragungsmedium 58 kann dem zwischen den äußeren Seitenabschnitten des einen oder der mehreren Kondensatoren 30 angeordneten Wärmeübertragungsmedium 58 entsprechen oder sich davon unterscheiden, was zur Verwendung eines ersten und eines zweiten Wärmeübertragungsmediums 58 führt.
  • Aus der Verwendung der vorliegenden Offenbarung lässt sich eine Vielfalt an Vorteilen ableiten. So kann beispielsweise die Verwendung des offenbarten wechselrichterintegrierten Verdichters bei einem breiten Umgebungstemperaturbereich effizient und/oder funktionsfähig sein. Darüber hinaus kann die Verwendung der Heizvorrichtung innerhalb des Wechselrichters die Verwendung des Wechselrichters bei Umgebungstemperaturen ermöglichen, die den Wechselrichter sonst unbrauchbar machen würden. Zusätzlich zur Heizvorrichtung kann ebenfalls ein Wärmeübertragungsmedium zwischen der Heizvorrichtung und einem oder mehreren Kondensatoren und/oder innerhalb der Heizvorrichtung angeordnet sein. Das Wärmeübertragungsmedium kann dazu verwendet werden, zusätzliche Wärme auf den einen oder die mehrere Kondensatoren zu übertragen und/oder die Kondensatoren zusätzlich zu erwärmen. Der wechselrichterintegrierte Verdichter kann im Vergleich zu anderen Standard-Wärmepumpenbaugruppen, die bei niedrigen Temperaturen arbeiten, kostengünstig hergestellt werden, wie beispielsweise die Integration einer PTC-Heizvorrichtung in das Klimasteuersystem zur Erzeugung von Konvektionswärme für das Klimasteuersystem und/oder Systeme, die Abwärme für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen gewinnen.
  • Gemäß verschiedenen Beispielen wird hierin eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet eine Wechselrichterspeichereinheit, die in einem Gehäuse bereitgestellt ist. Ein Elektronikmodul versorgt einen Elektromotor mit Leistung. Das Elektronikmodul ist in die Wechselrichterspeichereinheit integriert. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an den einen oder die mehreren Kondensatoren gekoppelt und außerhalb dieser angeordnet. Beispiele für die Elektronikbaugruppe können ein beliebiges oder eine Kombination aus den folgenden Merkmalen beinhalten:
    • • das Elektronikmodul wandelt Gleichstrom in mehrphasigen Wechselstrom um;
    • • ein Wärmeübertragungsmedium, das zwischen dem einen oder den mehreren Kondensatoren und der Heizvorrichtung angeordnet ist;
    • • die Heizvorrichtung umschließt den einen oder die mehreren Kondensatoren teilweise;
    • • das Elektronikmodul beherbergt eine Leiterplatte und der eine oder die mehreren Kondensatoren erstrecken sich von der Leiterplatte mit einem proximalen Abschnitt in der Nähe der Leiterplatte und einem distalen Abschnitt weiter von der Leiterplatte entfernt als der proximale Abschnitt;
    • • eine Höhe des einen oder der mehreren Kondensatoren ist durch eine äußere Seitenfläche definiert, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt des Kondensators erstreckt;
    • • die Heizvorrichtung ist über dem distalen Abschnitt des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet;
    • • ein Wärmeübertragungsmedium ist zwischen der Heizvorrichtung und dem distalen Abschnitt des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet;
    • • die Heizvorrichtung wird angeschaltet, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt;
    • • die Temperatur des Elektronikmoduls wird durch einen Temperatursensor innerhalb des Elektronikmoduls gemessen;
    • • der eine oder die mehreren Kondensatoren sind als Elektrolytkondensatoren konfiguriert und die Heizvorrichtung ist dazu konfiguriert, eine Temperatur eines Elektrolytmaterials innerhalb des Kondensators zu erhöhen; und/oder
    • • das Elektronikmodul und der Verdichter befinden sich innerhalb eines Klimasteuersystems eines Fahrzeugs.
  • Darüber hinaus wird hierin ein Verfahren zum Betreiben einer Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Versorgen eines Elektromotors mit Leistung von einem Elektronikmodul. Das Elektronikmodul ist in eine Wechselrichterspeichereinheit integriert, die auf dem Gehäuse bereitgestellt ist. Das Verfahren beinhaltet ferner Erwärmen von einem oder mehreren Kondensatoren, die innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet sind, mit einer Heizvorrichtung, die thermisch an den einen oder die mehreren Kondensatoren gekoppelt ist und außerhalb des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Beispielen wird hierin eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet ein Elektronikmodul zum Versorgen eines Elektromotors mit Leistung, wobei das Elektronikmodul in ein Gehäuse integriert ist. Das Elektronikmodul ist in die Wechselrichterspeichereinheit integriert. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet und erstrecken sich von einer Leiterplatte. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an eine gegenüberliegende Seite des einen oder der mehreren Kondensatoren von der Leiterplatte gekoppelt und in der Nähe davon angeordnet. Beispiele für die Elektronikbaugruppe können ein beliebiges oder eine Kombination aus den folgenden Merkmalen beinhalten:
    • • ein Wärmeübertragungsmedium, das zwischen der Heizvorrichtung und einem distalen Abschnitt des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet ist;
    • • der eine oder die mehreren Kondensatoren sind als Elektrolytkondensatoren konfiguriert und die Heizvorrichtung ist dazu konfiguriert, eine Temperatur eines Elektrolytmaterials innerhalb des Kondensators zu erhöhen; und/oder
    • • die Heizvorrichtung wird angeschaltet, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt.
  • Gemäß verschiedenen Beispielen wird hierin eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt. Die Elektronikbaugruppe beinhaltet einen elektrischen Verdichter und ein Elektronikmodul zum Versorgen eines Elektromotors mit Leistung und ein Elektronikmodul mit einem ersten, höheren Spannungseingang und einem zweiten, niedrigeren Spannungseingang. Ein oder mehrere Kondensatoren sind innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet. Eine Heizvorrichtung ist thermisch an den Kondensator gekoppelt und außerhalb des Kondensators angeordnet. Die Heizvorrichtung wird durch den ersten oder zweiten Spannungseingang angetrieben. Beispiele für die Elektronikbaugruppe können ein beliebiges oder eine Kombination aus den folgenden Merkmalen beinhalten:
    • • die Heizvorrichtung umschließt den einen oder die mehreren Kondensatoren teilweise;
    • • ein Wärmeübertragungsmedium, das zwischen dem einen oder den mehreren Kondensatoren und der Heizvorrichtung angeordnet ist; und/oder
    • • die Heizvorrichtung wird angeschaltet, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt.
  • Der Durchschnittsfachmann versteht, dass der Aufbau der beschriebenen Erfindung und anderer Komponenten nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Beispiele der hierin offenbarten Erfindung können aus einer großen Vielfalt an Materialien gebildet werden, es sei denn, hierin wird etwas anderes beschrieben.
  • Im Sinne dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen, wie koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach unbeweglich oder beweglich sein. Ein derartiges Verbinden kann erzielt werden, indem die zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Komponenten ausgebildet werden. Ein derartiges Verbinden kann dem Wesen nach dauerhaft oder dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, sofern nicht anders angegeben.
  • Außerdem ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erzielen derselben Funktion effektiv „zugeordnet“, sodass die gewünschte Funktion erzielt wird. Somit können zwei beliebige Komponenten, die hierin kombiniert werden, um eine bestimmte Funktion zu erzielen, als einander „zugeordnet“ angesehen werden, sodass die gewünschte Funktion unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erzielt wird. Ebenso können zwei beliebige derart zugeordnete Komponenten zudem als miteinander „wirkverbunden“ oder „wirkgekoppelt“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen, und können zwei beliebige Komponenten, die dazu in der Lage sind, derartig zugeordnet zu sein, außerdem als miteinander „wirkkoppelbar“ angesehen werden, um die gewünschte Funktion zu erreichen. Zu einigen Beispielen für Elemente, die wirkkoppelbar sind, gehören unter anderem physisch zusammenpassbare und/oder physisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die drahtlos zusammenwirken können, und/oder drahtlos zusammenwirkende Komponenten und/oder logisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten, die logisch zusammenwirken können. Darüber hinaus versteht es sich, dass eine Komponente, die dem Ausdruck „von dem“/„von der“/„des“/„der“ vorangeht, an jeder beliebigen möglichen Position angeordnet sein kann (z. B. an, in und/oder außen an dem Fahrzeug angeordnet), sodass die Komponente auf jede beliebige hierin beschriebene Art und Weise funktionieren kann.
  • Umsetzungen der hierin offenbarten Systeme, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer beinhalten oder nutzen, der Computerhardware beinhaltet, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren und Systemspeicher, wie hierin erläutert. Umsetzungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung können zudem physische und andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern von computerausführbaren Anweisungen und/oder Datenstrukturen beinhalten. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die durch ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Bei computerlesbaren Medien, auf denen computerausführbare Anweisungen gespeichert werden, handelt es sich um Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, handelt es sich um Übertragungsmedien. Somit können Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten computerlesbarer Medien beinhalten: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
  • Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Festkörperlaufwerke (solid state drives - „SSDs“) (z. B. basierend auf RAM), Flash-Speicher, Phasenwechselspeicher, andere Speicherarten, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das dazu verwendet werden kann, gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann.
  • Eine Umsetzung der hierin offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport elektronischer Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere (entweder festverdrahtete, drahtlose oder eine beliebige Kombination aus festverdrahteter oder drahtloser) Kommunikationsverbindung an einen Computer übertragen oder diesem bereitgestellt werden, sieht der Computer die Verbindung korrekt als Übertragungsmedium an. Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen beinhalten, die verwendet werden können, um gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu transportieren, und auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen aus dem Vorstehenden sollten ebenfalls im Umfang computerlesbarer Medien enthalten sein. Computerausführbare Anweisungen beinhalten zum Beispiel Anweisungen und Daten, die bei Ausführung auf einem Prozessor einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen auszuführen. Bei den computerausführbaren Anweisungen kann es sich beispielsweise um Binärdateien, Anweisungen in einem Zwischenformat, wie etwa Assemblersprache, oder auch um Quellcode handeln. Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beigefügten Patentansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die vorstehend beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist.
  • Die beschriebenen Merkmale und Handlungen werden vielmehr als beispielhafte Formen der Umsetzung der Patentansprüche offenbart.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Offenbarung in Network-Computing-Umgebungen mit vielen Arten von Computersystemkonfigurationen umgesetzt werden kann, zu denen ein Armaturenbrett-Fahrzeugcomputer, Personal Computer, Desktop-Computer, Laptop-Computer, Nachrichtenprozessoren, Handheld-Vorrichtungen, Multiprozessorsysteme, Unterhaltungselektronik auf Mikroprozessorbasis oder programmierbare Unterhaltungselektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputer, Mainframe-Computer, Mobiltelefone, PDAs, Tablets, Pager, Router, Switches, verschiedene Speichervorrichtungen und dergleichen gehören. Die Offenbarung kann zudem in Umgebungen mit verteilten Systemen ausgeführt werden, in denen sowohl lokale Computersysteme als auch entfernte Computersysteme, die durch das Netzwerk (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine beliebige Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben ausführen. In einer Umgebung mit verteilten Systemen können sich Programmmodule sowohl in lokalen Speichervorrichtungen als auch in entfernten Speichervorrichtungen befinden.
  • Ferner können die hierin beschriebenen Funktionen gegebenenfalls in einem oder mehreren der Folgenden durchgeführt werden: Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten. Eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application specific integrated circuits - ASICs) können beispielsweise dazu programmiert sein, ein bzw. einen oder mehrere der hierin beschriebenen Systeme und Vorgänge auszuführen. Bestimmte Ausdrücke werden in der gesamten Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet, um auf bestimmte Systemkomponenten Bezug zu nehmen. Der Fachmann wird verstehen, dass auf Komponenten durch unterschiedliche Bezeichnungen Bezug genommen werden kann. In dieser Schrift soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich dem Namen nach unterscheiden, nicht jedoch der Funktion nach.
  • Es ist anzumerken, dass die vorstehend erörterten Sensor- und/oder Schalterbeispiele Computerhardware, -software, -firmware oder eine beliebige Kombination daraus beinhalten könnten, um mindestens einen Teil ihrer Funktionen auszuführen. Ein Sensor kann beispielsweise einen Computercode beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann eine Hardware-Logikschaltung/elektrische Schaltung beinhalten, die durch den Computercode gesteuert wird. Diese beispielhaften Vorrichtungen sind hierin zum Zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt und sollen nicht einschränkend sein. Beispiele der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt werden, wie es dem einschlägigen Fachmann bekannt ist.
  • Mindestens einige Beispiele der vorliegenden Offenbarung sind auf Computerprogrammprodukte ausgerichtet, die eine solche Logik (z. B. in Form von Software) beinhalten, die auf einem beliebigen computernutzbaren Medium gespeichert ist. Derartige Software veranlasst bei Ausführung in einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen eine Vorrichtung dazu, wie hierin beschrieben zu funktionieren.
  • Es ist zudem wichtig festzuhalten, dass die in den beispielhaften Beispielen gezeigte Konstruktion und Anordnung der Elemente der Erfindung lediglich veranschaulichend sind. Zwar sind in dieser Offenbarung nur einige Beispiele für die vorliegenden Innovationen ausführlich beschrieben worden, doch wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Zum Beispiel können Elemente, die als integriert gebildet dargestellt sind, aus mehreren Teilen konstruiert sein, oder können Elemente, die als mehrere Teile gezeigt sind, einstückig gebildet sein, kann die Bedienung der Schnittstellen umgekehrt oder anderweitig variiert werden, kann die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungselemente oder sonstiger Elemente des Systems variiert werden und kann die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Einstellpositionen variiert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Baugruppen des Systems aus beliebigen aus einer breiten Vielfalt an Materialien, die eine ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit bereitstellen, in beliebigen aus einer breiten Vielfalt an Farben, Texturen und Kombinationen konstruiert werden könnten. Entsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen im Umfang der vorliegenden Innovationen enthalten sind. Andere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können an der Ausgestaltung, an den Betriebsbedingungen und der Anordnung der gewünschten und anderer beispielhafter Beispiele vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
  • Es versteht sich, dass alle beschriebenen Prozesse oder Schritte in den beschriebenen Verfahren mit anderen offenbarten Prozessen oder Schritten zum Ausbilden von Strukturen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können. Die hierin offenbarten beispielhaften Strukturen und Prozesse dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen.
  • Es versteht sich zudem, dass Variationen und Modifikationen an den vorstehend genannten Strukturen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass derartige Konzepte von den folgenden Patentansprüchen abgedeckt sein sollen, es sei denn, diese Patentansprüche geben durch ihren Wortlaut ausdrücklich etwas anderes vor.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt, aufweisend ein Elektronikmodul zum Versorgen eines Elektromotors mit Leistung, wobei das Elektronikmodul in ein Gehäuse integriert ist, einen oder mehrere Kondensatoren, die innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet sind und sich von einer Leiterplatte erstrecken, und eine Heizvorrichtung, die thermisch an eine gegenüberliegende Seite des einen oder der mehreren Kondensatoren von der Leiterplatte gekoppelt ist und in der Nähe davon angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Wärmeübertragungsmedium, das zwischen der Heizvorrichtung und einem distalen Abschnitt des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind der eine oder die mehreren Kondensatoren als Elektrolytkondensatoren konfiguriert und ist die Heizvorrichtung dazu konfiguriert, eine Temperatur eines Elektrolytmaterials innerhalb des Kondensators zu erhöhen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Heizvorrichtung angeschaltet, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbaugruppe bereitgestellt, aufweisend ein Elektronikmodul zum Versorgen eines Elektromotors mit Leistung und ein Elektronikmodul mit einem ersten, höheren Spannungseingang und einem zweiten, niedrigeren Spannungseingang, einen oder mehrere Kondensatoren, die innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet sind, und eine Heizvorrichtung, die thermisch an den Kondensator gekoppelt ist und außerhalb des Kondensators angeordnet ist, wobei die Heizvorrichtung durch den ersten oder zweiten Spannungseingang betrieben wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform umschließt die Heizvorrichtung den einen oder die mehreren Kondensatoren teilweise.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Wärmeübertragungsmedium, das zwischen dem einen oder den mehreren Kondensatoren und der Heizvorrichtung angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Heizvorrichtung angeschaltet, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt.

Claims (13)

  1. Wechselbaugruppe, umfassend: eine Wechselrichterspeichereinheit, die auf einem Gehäuse bereitgestellt ist; ein Elektronikmodul zum Versorgen eines Elektromotors mit Leistung, wobei das Elektronikmodul in die Wechselrichterspeichereinheit integriert ist; einen oder mehrere Kondensatoren, die innerhalb des Elektronikmoduls angeordnet sind; und eine Heizvorrichtung, die thermisch an den einen oder die mehreren Kondensatoren gekoppelt und außerhalb dieser angeordnet ist.
  2. Wechselrichterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Elektronikmodul ebenfalls Gleichstrom in mehrphasigen Wechselstrom umwandelt.
  3. Wechselrichterbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Wärmeübertragungsmedium, das zwischen dem einen oder den mehreren Kondensatoren und der Heizvorrichtung angeordnet ist.
  4. Wechselrichterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Heizvorrichtung den einen oder die mehreren Kondensatoren teilweise umschließt.
  5. Wechselrichterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das Elektronikmodul eine Leiterplatte beherbergt und sich der eine oder die mehreren Kondensatoren von der Leiterplatte mit einem proximalen Abschnitt in der Nähe der Leiterplatte und einem distalen Abschnitt weiter von der Leiterplatte entfernt als der proximale Abschnitt erstrecken.
  6. Wechselrichterbaugruppe nach Anspruch 5, wobei eine Höhe des einen oder der mehreren Kondensatoren durch eine äußere Seitenfläche definiert ist, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Abschnitt des Kondensators erstreckt.
  7. Wechselrichterbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die Heizvorrichtung über dem distalen Abschnitt des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet ist.
  8. Wechselrichterbaugruppe nach Anspruch 7, wobei ein Wärmeübertragungsmedium zwischen der Heizvorrichtung und dem distalen Abschnitt des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet ist.
  9. Wechselrichterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Heizvorrichtung angeschaltet wird, wenn eine Temperatur des Elektronikmoduls unter einer Schwellentemperatur liegt.
  10. Wechselrichterbaugruppe nach Anspruch 9, wobei die Temperatur des Elektronikmoduls durch einen Temperatursensor innerhalb des Elektronikmoduls gemessen wird.
  11. Wechselrichterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der eine oder die mehreren Kondensatoren als Elektrolytkondensatoren konfiguriert sind und die Heizvorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Temperatur eines Elektrolytmaterials innerhalb des Kondensators zu erhöhen.
  12. Wechselrichterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-3, wobei sich das Elektronikmodul und der Verdichter innerhalb eines Klimasteuersystems eines Fahrzeugs befinden.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Wechselrichterbaugruppe, umfassend: Versorgen eines Elektromotors mit Leistung von einem Wechselrichtermodul, wobei das Wechselrichtermodul in eine Wechselrichterspeichereinheit integriert ist, die an einem Gehäuse bereitgestellt ist; und Erwärmen von einem oder mehreren Kondensatoren, die innerhalb des Wechselrichtermoduls angeordnet sind, mit einer Heizvorrichtung, die thermisch an den einen oder die mehreren Kondensatoren gekoppelt ist und außerhalb des einen oder der mehreren Kondensatoren angeordnet ist.
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