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Die Erfindung betrifft eine Leistungselektronikeinheit für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug.
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Eine Leistungselektronikeinheit wird üblicherweise in einem Elektrokraftfahrzeug oder in einem Hybridelektrokraftfahrzeug verwendet. Die Leistungselektronikeinheit stellt dabei sicher, dass einem Elektromotor von einer Antriebsbatterie des Kraftfahrzeugs die gewünschte Leistung zur Verfügung gestellt wird. Beispielsweise wandelt die Leistungselektronikeinheit dabei über einen Wechselrichter die Gleichspannung der Batterie in eine Wechselspannung für den Elektromotor um. Zusätzlich weist die Leistungselektronikeinheit sensible Elektronikbauteile auf, insbesondere Messelektronik, die von den elektromagnetischen Feldern des Wechselrichters beeinflusst wird, was unerwünscht ist.
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Aus dem Stand der Technik ist es daher bekannt, die Komponenten der Leistungselektronikeinheit, also die Elektronikbauteile, entsprechend eines Zonenkonzepts in zwei voneinander elektrisch abgeschirmten Bereichen eines Gehäuses der Leistungselektronikeinheit anzuordnen. Die Bereiche sind üblicherweise durch ein Abschirmelement voneinander getrennt, wobei das Abschirmelement an einer Leiterplatine der Leistungselektronikeinheit angelötet sein kann.
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Aufgrund der Lötverbindung ist es aufwendig, das Abschirmelement und die Leiterplatine nachträglich, also nach der Befestigung des Abschirmelements an der Leiterplatine, relativ zueinander auszurichten oder Komponenten der Leiterplatine auszutauschen.
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Außerdem ist es bekannt, Abschirmungen zwischen den Bereichen durch Zwischenwände des Gehäuses zu realisieren. Diese Zwischenwände benötigen jedoch sehr viel Platz innerhalb des Gehäuses und weisen starke Beschränkungen auf, da sich z.B. bei Leitungsdurchführungen Hinterschneidungen ergeben können und somit komplexe Werkzeuge benötigt werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Leistungselektronikeinheit und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, womit die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Leistungselektronikeinheit für ein Kraftfahrzeug, die ein elektrisch leitendendes Gehäuse, wenigstens ein erstes elektrisch leitendes Abschirmelement und zumindest eine Leiterplatine hat. Das Abschirmelement ist derart im Gehäuse angeordnet, dass ein erster Bereich und ein zweiter Bereich im Gehäuse ausgebildet sind, die durch das Abschirmelement voneinander elektromagnetisch abgeschirmt sind. Dabei ist die Leiterplatine abschnittsweise sowohl im ersten als auch im zweiten Bereich angeordnet. Das Abschirmelement ist lösbar an der Leiterplatine befestigt und elektrisch mit einem Teil der Leiterplatine verbunden.
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Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, das Abschirmelement über eine lösbare Verbindung an der Leiterplatine zu befestigen. Auf diese Weise wird eine einfache und kompakte Montage der Leistungselektronikeinheit ermöglicht, wobei die Montage insbesondere keine komplexen, nicht automatisierbaren Arbeitsschritte aufweist, wie das Durchfädeln von Leitungen zwischen den Bereichen des Gehäuses. Zudem kann das Abschirmelement zerstörungsfrei von der Leiterplatine gelöst werden und wieder mit dieser verbunden werden, sodass Fehler und Ausfälle von Komponenten der Leiterplatine einfach analysiert und diese Komponenten gegebenenfalls ausgetauscht werden können. Zusätzlich sind Komponenten der lösbaren Verbindung sowohl an dem Abschirmelement als auch an der Leiterplatine angeordnet, sodass gleichzeitig eine präzise relative Positionierung des Abschirmelements und der Leiterplatine ermöglicht wird.
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Da sich die Leiterplatine über beide Bereiche erstreckt, ergibt sich zudem ein kostengünstiger Aufbau der gesamten Leistungselektronikeinheit, da nicht mehrere Leiterplatinen einzeln in den jeweiligen Bereichen angeordnet werden müssen, wodurch der Montageaufwand entsprechend erhöht wäre.
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Grundsätzlich weisen die Bereiche keine Durchführung oder ähnliches auf, da sich die Leiterplatine über die beiden Bereiche erstreckt, sodass über die Leiterplatine selbst die elektrische Verbindung der Komponenten erfolgen kann, die den beiden Bereichen zugeordnet sind bzw. aufgrund der Abschirmung elektromagnetisch voneinander getrennt sind. Somit werden Kabelverbindungen reduziert und einzelne kleine Leiterplatinen werden durch eine (oder wenige) große Leiterplatinen ersetzt, sodass der Montageaufwand sowie die Produktionskosten geringer sind.
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Das Abschirmelement unterteilt das Gehäuse beispielsweise in einen Hochvoltbereich und einen Niedervoltbereich. In den entsprechenden Bereichen können Komponenten der Leistungselektronikeinheit angeordnet sein, die unterschiedlichen Spannungen ausgesetzt und somit eine entsprechend andere elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen.
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Alternativ ist es auch denkbar, dass alle elektrischen Störquellen, wie Spannungswandler und Wechselrichter, in einem Bereich, beispielsweise dem ersten, und alle Störsenken, wie sensible Elektronik, in dem anderen Bereich angeordnet sind, beispielsweise in dem zweiten Bereich.
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Die an die Bereiche angrenzenden Komponenten, also das Gehäuse und das Abschirmelement, sind elektrisch leitend und bilden dementsprechend jeweils einen faradayschen Käfig für den ersten bzw. zweiten Bereich, sodass die in dem einen Bereich erzeugten elektromagnetischen Felder die elektrischen Komponenten des anderen Bereichs nicht beeinflussen können. Dies ermöglicht eine sehr gute elektromagnetische Abschirmung der Bereiche voneinander.
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Die Leiterplatine kann einen Träger aufweisen, beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, wie einem schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoff, insbesondere der Klasse FR-4. Auf dem Träger können elektrisch leitende Schichten angeordnet sein, die eine entsprechende Signalübertragung ermöglichen. Die Leiterplatine hat also einen üblichen Aufbau und ist dementsprechend günstig in der Herstellung.
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Beispielsweise weist die Leiterplatine eine Leiterbahn als elektrisch leitende Schicht auf, die abschnittsweise sowohl im erstem Bereich als auch im zweiten Bereich angeordnet ist und die wenigstens eine elektrische Komponente des ersten Bereichs mit wenigstens einer elektrischen Komponente des zweiten Bereichs elektrisch verbindet. Auf diese Weise lassen sich, wie bereits erläutert, Durchbrüche in dem Abschirmelement und entsprechende Kabelführungen zwischen den Bereichen vermeiden, die die elektromagnetische Abschirmung beeinträchtigen würden. Auch wird so die Gesamtanzahl an Komponenten der Leistungselektronikeinheit reduziert, sodass die Leistungselektronikeinheit mit einem geringeren Montageaufwand und dementsprechend kostengünstig hergestellt werden kann.
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Die Leiterplatine kann auch eine mit dem Massepotential verbundene elektrisch leitende Schicht aufweisen, also eine mit dem Gehäuse elektrisch verbundene Schicht, und das Abschirmelement kann die mit dem Massepotential verbundene elektrische leitende Schicht kontaktieren.
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Beispielsweise ist die elektrisch leitende Schicht auf entgegengesetzten Seiten des Trägers angeordnet und über Durchkontaktierungen („VIAs“) miteinander verbunden. Somit ist das Abschirmelement auch über die Leiterplatine mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbunden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Leiterplatine, das Gehäuse und das Abschirmelement auf demselben elektrischen Potential liegen.
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Die Leiterplatine kann am Gehäuse befestigt sein, insbesondere lösbar. Dies ermöglicht eine einfache Montage der Leiterplatine innerhalb des Gehäuses. Auch kann die Leiterplatine schwimmend am Gehäuse befestigt sein, was eine vibrationssichere Lagerung zur Folge hat.
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Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Abschirmelement mittels einer Steckverbindung an der Leiterplatine befestigt ist. Das Abschirmelement kann also ohne zusätzliches Werkzeug in die Leiterplatine eingesteckt (und befestigt) werden. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der Komponenten der Steckverbindung eine präzise relative Positionierung zwischen Abschirmelement und Leiterplatine ermöglicht.
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Mit anderen Worten ist das Abschirmelement steckbar, also einsteckbar in die Leiterplatine.
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Alternativ kann das Abschirmelement über eine Schraubverbindung, eine Rastverbindung, oder einer Stift- und Bolzenverbindung an der Leiterplatine befestigt sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Abschirmelement einen endseitigen Fortsatz aufweisen. Dabei ist das Abschirmelement mittels des Fortsatzes in eine Öffnung der Leiterplatine eingesteckt, insbesondere eingepresst. Gleichzeitig kann dabei eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt werden. Somit wird eine lötfreie elektrische Verbindung zwischen Abschirmelement und Leiterplatine bereitgestellt.
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Der Fortsatz kann sich durch die Leiterplatine hindurch erstrecken. Dabei kontaktiert der Fortsatz außenseitig die Leiterplatine, insbesondere eine Umrandung der Öffnung, über die gesamte Dicke der Leiterplatine, sodass die Leiterplatine und der Fortsatz eine große Kontaktfläche aufweisen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist an der Leiterplatine eine Befestigungsklemme befestigt, insbesondere an die Leiterplatine angelötet ist, und das Abschirmelement zwischen Klemmabschnitten der Befestigungsklemme eingeklemmt. Dabei ist das Abschirmelement über die Befestigungsklemme elektrisch leitend mit Leiterplatine verbunden. Durch das Einklemmen des Abschirmelements wird gleichzeitig eine präzise Positionierung ermöglicht und die elektrische Kontaktierung zwischen Abschirmelement und Leiterplatine sichergestellt.
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Beispielsweise ist der endseitige Fortsatz des Abschirmelements zwischen die Klemmabschnitte eingesteckt.
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Um die Leiterplatine an einer beliebigen Position innerhalb des Gehäuses positionieren zu können, insbesondere hinsichtlich der Höhe der Leiterplatine im Gehäuse, kann ein weiteres Abschirmelement vorgesehen sein, das elektrisch leitend mit der Leiterplatine verbunden und an dieser befestigt ist, insbesondere lösbar befestigt oder angelötet. Dabei ist das weitere Abschirmelement auf einer Seite der Leiterplatine befestigt, die zur Befestigungsseite des ersten Abschirmelements entgegengesetzt ist.
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Die Abschirmelemente sind also auf beiden Seiten der Leiterplatine angeordnet und bilden im Wesentlichen eine Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich aus. Dabei ist unter „im Wesentlichen“ zu verstehen, dass die Abschirmelemente nicht miteinander verbunden sein müssen, sondern durch die Leiterplatine voneinander getrennt sind.
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Die beiden Abschirmelemente können jedoch auch miteinander verbunden sein, beispielsweise innerhalb der Öffnungen in der Leiterplatine.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das weitere Abschirmelement zumindest eine Ausnehmung auf, in die der Fortsatz des ersten Abschirmelements hineinragt. Auf diese Weise werden die Spalte zwischen erstem und zweitem Bereich möglichst klein gehalten und somit auch hochfrequente elektromagnetische Felder abgeschirmt.
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Die Leistungselektronikeinheit kann eine weitere Leiterplatine aufweisen, die abschnittsweise sowohl im ersten als auch im zweiten Bereich angeordnet ist, wobei das Abschirmelement an die weitere Leiterplatine angelötet ist oder lösbar mit dieser verbunden ist. Auf diese Weise können mehr elektrische Komponenten innerhalb des entsprechenden Bereichs angeordnet werden, nämlich auf zwei Leiterplatinen.
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Die Leiterplatinen sind zueinander beabstandet und können über eine elektrische Leitung miteinander verbunden sein. Entsprechend können die elektrischen Komponenten eines Bereichs auf verschiedenen Leiterplatinen angeordnet sein, wodurch eine kompakte Bauweise der Leistungselektronikeinheit ermöglicht wird.
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Um das Gewicht der Leistungselektronikeinheit zu reduzieren, kann das Abschirmelement ein, insbesondere gestanztes, Abschirmblech sein, beispielsweise aus Aluminium.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Abschirmelement einen umgeformten Randabschnitt auf. Dabei kontaktiert das Abschirmelement eine Innenwand des Gehäuses elektrisch leitend über den wenigstens einen Randabschnitt. Durch den umgeformten Randabschnitt haben das Abschirmelement und das Gehäuse eine große Kontaktfläche miteinander.
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Das Abschirmelement kann an einer gemeinsamen Seite zwei, in entgegengesetzte Richtungen umgeformte Randabschnitte aufweisen. Auf diese Weise wird die Abstützung des Abschirmelements am Gehäuse verbessert.
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Um eine Elastizität der Randabschnitte zu verbessern, können die Randabschnitte eine Einkerbung aufweisen.
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Die Randabschnitte können abschnittsweise und in entgegengesetzte Richtungen abgekantet oder gebogen sein. Insofern lassen sich die umgeformten Randabschnitte nachträglich realisieren, beispielsweise vor der Montage des Abschirmelements.
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Zur Abführung der innerhalb des Gehäuses entstehenden Wärme, kann das Gehäuse einen Kühlmittelzulauf und einen Kühlmittelablauf aufweisen sowie einen den Kühlmittelzulauf und Kühlmittelablauf fluidisch verbindenden Kühlmittelkanal.
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Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das eine zuvor genannte Leistungselektronikeinheit hat.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- - 2 eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinheit in einer ersten Ausführungsform,
- - 3 eine Detailansicht des Details III in 2,
- - 4 eine Draufsicht auf das Abschirmelement der 2,
- - 5 eine Detailansicht eines Details V in 2,
- - 6 eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinheit in einer zweiten Ausführungsform,
- - 7 und 8 eine Seitenansicht und eine Ansicht von unten eines Abschirmelements der 6,
- - 9 eine Längsschnittansicht der Leistungselektronikeinheit im Bereich A der 6, und
- - 10 eine weitere Ausgestaltung der Befestigung des Abschirmelements an der Leiterplatine.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 10. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug 10 ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridelektrokraftfahrzeug .
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Das Kraftfahrzeug 10 hat einen Elektromotor 12, eine Leistungselektronikeinheit 14 und eine Batterie 16 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise einen Hochvoltspeicher.
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Die Leistungselektronikeinheit 14 ist dabei, wie durch die Striche dargestellt, mit dem Elektromotor 12 und der Batterie 16 verbunden, und versorgt den Elektromotor 12 mit der Leistung der Batterie 16. Beispielsweise wandelt die Leistungselektronikeinheit 14 die von der Batterie 16 bereitgestellte Gleichspannung in eine Wechselspannung um und legt diese an entsprechenden Kontakten des Elektromotors 12 an.
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2 zeigt eine Querschnittansicht der Leistungselektronikeinheit 14, wobei zusätzlich das Koordinatensystem dargestellt ist, das im Folgenden verwendet wird, um Aspekte der Leistungselektronikeinheit 14 zu zeigen.
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Das Koordinatensystem ist durch die Längsrichtung L, die Querrichtung Q und die Hochrichtung H der Leistungselektronikeinheit 14 definiert. Im Folgenden wird die Einbaulage einzelner Elemente der Leistungselektronikeinheit 14 mithilfe des Koordinatensystems veranschaulicht.
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Die Leistungselektronikeinheit 14 (siehe 2) hat ein elektrisch leitendes Gehäuse 18, das auch als Außengehäuse bezeichnet wird. Zudem umfasst die Leistungselektronikeinheit 14 ein innerhalb des Gehäuses 18 angeordnetes Abschirmelement 20 und eine Leiterplatine 22.
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In der Ausgestaltung der 2 ist das Gehäuse 18 durch einen schalenförmigen Grundkörper 24 und einem an dem Grundkörper 24 befestigten Deckel 26 gebildet. Beispielsweise ist der Deckel 26 über eine Schraubverbindung an dem Grundkörper 24 befestigt.
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An dem Gehäuse 18, genauer gesagt an dem Grundkörper 24, sind ein Kühlmittelzulauf 28 und ein Kühlmittelablauf 30 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 18 ist außerdem ein Fluidkanal 32 ausgebildet, der den Kühlmittelzulauf 28 und den Kühlmittelablauf 30 fluidisch miteinander verbindet. Mittels des Kühlmittelzulaufs 28, des Kühlmittelablaufs 30 und des Fluidkanals 32 kann innerhalb des Gehäuses 18 entstehende Wärme über ein Fluid (angedeutet durch einen Pfeil) abgeführt werden.
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Das Abschirmelement 20 ist elektrisch leitend und erstreckt sich innerhalb des Gehäuses 18 entlang von zwei Richtungen, nämlich entlang der Längsrichtung L und der Hochrichtung H des Gehäuses 18, über jeweils im Wesentlichen die gesamte, entsprechende Innenabmessung des Gehäuses 18.
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Das Abschirmelement 20 unterteilt das Gehäuse 18 in einen ersten Bereich 34 und einen zweiten Bereich 36. Beispielsweise ist der erste Bereich 34 ein Hochvoltbereich, in dem an eine Hochspannung der Batterie 16 angeschlossene, elektrische Komponenten 38 angeordnet sind, und der zweite Bereich 36 entsprechend ein Niedervoltbereich, in dem Steuerungs- und/oder Messkomponenten angeordnet sind.
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Dabei werden die elektrische Komponenten 38 über an dem Gehäuse 18 angeordnete Steckanschlüsse 39 von außerhalb des Gehäuses 18 kontaktiert.
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In Hochrichtung H kontaktiert das Abschirmelement 20 das Gehäuse 18, genauer gesagt den Deckel 26 (siehe insbesondere 3).
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Das Abschirmelement 20 hat einen ersten Randabschnitt 40 und einen zweiten Randabschnitt 42, worüber in der gezeigten Ausführungsform das Gehäuse 18, insbesondere der Deckel 26, entsprechend kontaktiert werden. Der zweite Randabschnitt 42 ist in Längsrichtung zum ersten Randabschnitt 40 beabstandet (4) und zur besseren Unterscheidung in 3 gestrichelt dargestellt.
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Die Randabschnitte 40, 42 weisen jeweils zwei Schenkel 44 auf und sind geschwungen ausgebildet, sodass sie eine Federwirkung haben. Einer der beiden Schenkel 44 kontaktiert die Innenseite des Gehäuses 18, insbesondere des Deckels 26, und stellt dabei einen elektrischen Kontakt zwischen dem Abschirmelement 20 und dem Gehäuse 18 bereit.
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Zwischen den Schenkeln 44 haben die Randabschnitte 40, 42 jeweils eine Einkerbung 46, um eine gewisse Elastizität der Randabschnitte 40, 42 zu gewährleisten. Die Randabschnitte 40, 42 weisen hierdurch eine zur Eigenelastizität, also derjenigen aufgrund des Materials, nochmal erhöhte Elastizität auf.
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Wie in 3 dargestellt, sind der erste Randabschnitt 40 unter der zweite Randabschnitt 42 in entgegengesetzte Richtungen umgeformt.
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In Längsrichtung der Einbaulage weist das Abschirmelement 20 weitere, umgeformte Randabschnitte 43 auf, die die Innenwand des Gehäuses 18, genauer gesagt des Grundkörpers 24, kontaktieren und dementsprechend einen weiteren elektrischen Kontakt zwischen Abschirmelement 20 und Gehäuse 18 herstellen, wie aus 4 deutlich wird.
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An der Seite des Abschirmelements 20, die vom Deckel 26 abgewandt ist, ist das Abschirmelement 20 an der Leiterplatine 22 befestigt, was in 5 gezeigt ist, die das entsprechende Detail der 2 zeigt.
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Dabei erstreckt sich die Leiterplatine 22 sowohl im ersten Bereich 34 als auch im zweiten Bereich 36, wobei an der Leiterplatine 22 die elektrischen Komponenten 38 befestigt sind.
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Die Leiterplatine 22 (siehe 5) umfasst einen elektrisch nichtleitenden, plattenförmigen Träger 48, beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, und eine Befestigungsklemme 50, die am Träger 48 befestigt ist.
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Auf entgegengesetzten Seiten des Trägers 48 sind jeweils eine elektrisch leitende Schicht 52 aufgebracht, beispielsweise eine Metallbeschichtung, wobei die elektrisch leitenden Schichten 52 sind über Durchkontaktierungen 54 (auch bekannt als VIAs) miteinander verbunden.
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Des Weiteren kann die Leiterplatine 22 mehrere Leiterbahnen 53 (9) aufweisen, welche die elektrischen Komponenten 38 miteinander elektrisch verbinden. Dabei können sich die Leiterbahnen 53 abschnittsweise sowohl im ersten Bereich 34 als auch im zweiten Bereich 36 erstrecken und somit eine elektrische Verbindung der Komponenten 38 des ersten Bereichs 34 mit den Komponenten 38 des zweiten Bereichs 36 herstellen.
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Die Befestigungsklemme 50 weist zwei Klemmabschnitte 56 auf, die elektrisch leitend und auf einer Seite des Trägers 48 angelötet sind. Zwischen den Klemmabschnitten 56 ist das Abschirmelement 20 eingesteckt, sodass eine elektrische Verbindung zwischen dem Abschirmelement 20 und der Leiterplatine 22 über die Befestigungsklemme 50 (und die elektrisch leitende Schicht 52) hergestellt ist.
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Das Abschirmelement 20 ist also über eine Steckverbindung an der Leiterplatine 22 befestigt und über die Klemmabschnitte 56 elektrisch leitend mit der leitenden Schicht 52 der Leiterplatine 22 verbunden.
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Die Steckverbindung stellt eine einfache und lösbare Verbindung des Abschirmelements 20 an der Leiterplatine 22 sicher, um die beiden Bereiche 34, 36 auszubilden.
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Wie in 5 dargestellt, liegt die Leiterplatine 22 auf einem Vorsprung 58 des Gehäuses 18 auf und ist über Schrauben 60 an dem Gehäuse 18 lösbar befestigt.
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Genauer gesagt liegt die Leiterplatine 22 mit der leitenden Schicht 52 auf dem Vorsprung 58 auf, sodass die elektrisch leitende Schicht 52 der Leiterplatine 22 auch mit dem Vorsprung 58 und damit mit dem Gehäuse 18 elektrisch leitend verbunden ist.
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Folglich ist jeder Bereich 34, 36 allseitig durch elektrisch leitende Elemente umschlossen, nämlich durch das Gehäuse 18, das Abschirmelement 20 und die Leiterplatine 22. Diese elektrisch leitenden Elemente bilden also jeweils einen faradayschen Käfig um den ersten Bereich 34 und den zweiten Bereich 36, sodass die in einem Bereich 34, 36 ausgebildeten elektromagnetischen Felder nicht auf die Komponenten in dem anderen Bereich 36, 34 einwirken können. Dabei wird durch die Steckverbindung des Abschirmelements 20 an der Leiterplatine 22 eine einfache Befestigung zwischen dem Abschirmelement 20 und der Leiterplatine 22 ermöglicht.
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Anhand der 6 bis 9 wird nun eine Leistungselektronikeinheit 14 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht, sodass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Gleiche und funktionsgleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und es wird hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Im Unterschied zur Ausführungsform der 2 bis 5 weist die Leistungselektronikeinheit 14 der 6 mehrere Abschirmelemente 20, nämlich die Abschirmelemente 20.1, 20.1 und 20.3, und mehrere Leiterplatinen 22 auf, nämlich die Leiterplatinen 22.1, 22.2 und 22.3.
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Die Leiterplatinen 22 sind dabei in Hochrichtung H innerhalb des Gehäuses 18 voneinander beabstandet angeordnet und über elektrische Verbindungen 62 elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Beispielsweise sind die elektrischen Verbindungen 62 Kabel, die an den entsprechenden Leiterplatinen 22 angelötet sind oder es handelt sich um sogenannte „Blade“-Kontakte, die auf eine Leiterplatine 22 gelötet und in die benachbarte Leiterplatine 22 eingesteckt sind, beispielsweise mittels einer Einpresstechnik.
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Die elektrischen Verbindungen 62 erstrecken sich jedoch nur im jeweiligen Bereich 34, 36, sodass keine Durchführungen oder ähnliches nötig sind, da sich die Leiterplatinen 22 teilweise über beide Bereiche 34, 36 erstrecken.
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Im Unterschied zur Ausgestaltung der 2 weist eine der elektrischen Komponente 38 in 6 eine elektrische Abdeckung 63 auf, die mit der entsprechenden leitenden Schicht 52 der Leiterplatine 22 verbunden ist, beispielsweise an diese angelötet. Die elektrische Abdeckung 63 stellt dabei eine Abschirmung für die entsprechende elektrische Komponente 38 innerhalb des zweiten Bereichs zur Verfügung.
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Es können natürlich auch mehrere Komponenten 38 eine entsprechende Abdeckung 63 aufweisen.
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Die Abschirmelemente 20 sind an entgegengesetzten Seiten der entsprechenden Leiterplatine 22 befestigt. Dabei ist zumindest ein Abschirmelement 20 lösbar an der entsprechenden Leiterplatine 22 befestigt.
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Im Allgemeinen können auch alle Abschirmelemente 20 lösbar mit den entsprechenden Leiterplatinen 22 befestigt sein.
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Die 7 und 8 zeigen das Abschirmelement 20.2 der 6 im Detail. An einer Seite hat das Abschirmelement 20.2 mehrere endseitige Fortsätze 64 und an der entgegengesetzten Seite weist das Abschirmelement 20 mehrere Ausnehmungen 66 auf.
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Angrenzend an die Ausnehmungen 66 hat, wie aus 8 deutlich wird, das Abschirmelement 20.2 in entgegengesetzte Richtungen abgekantete Verbindungsabschnitte 68, über die das Abschirmelement 20.2 an der Leiterplatine 22 befestigt ist.
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Die 9 zeigt beispielhaft die Befestigung des Abschirmelements 20.1 durch Löten an der Leiterplatine 22.1 über die Verbindungsabschnitte 68.
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Dabei ist das (oberste) Abschirmelement 20.1 derart angeordnet, dass das Abschirmelement 20.1 zu in der Leiterplatine 22 angeordneten Öffnungen 70 einen Abstand aufweist.
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In diese Öffnungen 70 ist das Abschirmelement 20.2 von der Seite eingesteckt, die entgegengesetzt zur Befestigungsseite des Abschirmelements 20.1 an der Leiterplatine 22.1 ist.
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Das Abschirmelement 20.2 ist in die Leiterplatine 22.1 über die endseitigen Fortsätze 64 in die Öffnungen 70 eingesteckt und dementsprechend elektrisch mit der leitenden Schicht 52 des der Leiterplatine 22.1 verbunden (Einpresstechnik).
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Genauer gesagt sind die Fortsätze 64 stiftförmig und das Abschirmelement 20.2 ist in die Öffnungen 70 eingepresst. Dabei erstrecken sich die Fortsätze 64 durch die Öffnungen hindurch. Dies wird auch als Pressfit-Verbindung oder Einpresstechnik bezeichnet.
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10 zeigt eine weitere Möglichkeit, um zwei Abschirmelemente 20 an einer Leiterplatine 22 zu befestigen. In der Ausgestaltung der 10 weist die Leiterplatine 22 auf entgegengesetzten Seiten zwei Befestigungsklemmen 50 auf, in die die Abschirmelemente 20 eingesteckt sind.
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Vorhergehend wurde eine Reihe an Möglichkeiten gezeigt, um die Abschirmelemente 20 an der Leiterplatine 22 und/oder dem Gehäuse 18 lösbar zu befestigen. Diese Befestigungsmöglichkeiten können beliebig in einer Leistungselektronikeinheit 14 verwendet werden.
