DE102020128801A1

DE102020128801A1 - Elektrisches Verbindungssystem und Verfahren zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls

Info

Publication number: DE102020128801A1
Application number: DE102020128801.8A
Authority: DE
Inventors: Marc Tena Gil; Josep Maria Roset Rubio; Jose Gabriel Fernandez Banares; Antonio Tomas Amenos
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2021-05-06
Also published as: US11165178B2; CN112787174B; CN112787174A; US20210135384A1

Abstract

Ein elektrisches Verbindungssystem für elektrische Komponenten eines Moduls beinhaltet eine Hub-Leiterplatte (PCB), die eine erste elektrisch leitfähige Bahn und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist. Die erste und die zweite elektrisch leitfähige Bahn sind jeweils dazu ausgebildet, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden, wobei sich die zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls außerhalb der Hub-PCB befinden. Das System beinhaltet darüber hinaus mehrere elektrische Anschlüsse, wobei jeder der elektrischen Anschlüsse dazu ausgebildet ist, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden.

Description

Technisches Gebiet
Das Folgende bezieht sich auf ein elektrisches Verbindungssystem für elektrische Komponenten eines Moduls und auf ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls.
Hintergrund
Die elektrischen/elektronischen Module, die in Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen benötigt werden, verarbeiten elektrische Energien von Tausenden von Watt. Die elektrischen Komponenten, die dafür benötigt werden, sind voluminös und schwer und können daher nicht in Leiterplatten (printed circuit boards, PCBs) montiert werden. Infolgedessen müssen solche Komponenten an dem Modulgehäuse befestigt werden, und es muss ein Verbindungsmittel bereitgestellt werden, um solche Komponenten miteinander und mit PCBs mit kleineren elektrischen Komponenten wie zum Beispiel Steuereinheiten, Filtern usw. zu verbinden. Die Komponenten setzen eine interne Verdrahtung ein, um die erforderlichen elektrischen Verbindungen bereitzustellen. Aufgrund des Werts von Strömen und der verschiedenen Komponentenstrukturen sind getrennte Leitungen mit größeren Stärken erforderlich, die daher angesichts der Größe der Leiter und ihrer zugehörigen Ummantelungen oder Isolierungen relativ große Querschnitte aufweisen. Darüber hinaus erzwingen Beschränkungen beim Layout innerhalb des Moduls, dass sich die Kabel oder Leitungen überkreuzen. Aufgrund ihrer Dicken und ihrer überkreuzten Verlegung können die Kabel oder Leitungen potenziell sonstige interne Elemente oder den Verschluss der Abdeckung des Modulgehäuses physisch stören, wodurch Qualitätsrisiken erzeugt werden. Dies bedeutet, dass Verlegungs- und Befestigungselemente in eine solche Verdrahtung integriert werden müssen. Eine feste Verlegung der Leitungen hat auch eine erhebliche Wirkung auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Module. Noch weiter erfordert der Fertigungsprozess zahlreiche manuelle Montageschritte, was zu längeren Montagezeiten und mehr Gelegenheiten für Fehler als bei einer automatisierten Montage führt. Darüber hinaus sind aufgrund der Stromwerte die Verlustleistungen erheblich, wobei einige der Komponenten einen direkten Kontakt zu dem Gehäuse benötigen, in dem ein Kühlflüssigkeits-Hohlraum (oder Kühlkörper) platziert ist.
In diesem Zusammenhang wird in 1 eine perspektivische Teilansicht eines elektrischen Verbindungssystems nach dem Stand der Technik für elektrische Komponenten eines Moduls dargestellt. Wie darin zu sehen ist, weist ein Modul 10 einer Bordladeeinrichtung (onboard charger, OBC) für ein Elektro- oder Hybridelektrofahrzeug ein Gehäuse 12 für elektrische Komponenten auf, das eine primäre DC-DC-Leiterplatte (PCB) 14, eine sekundäre OBC-PCB 16 und eine Anordnung 18 mit einem Transformator und Resonanzspulen beinhaltet, die als Transformator plus Resonanzblock bezeichnet werden kann. Eine elektrische Verbindung der primären DC-DC-PCB 14, der sekundären OBC-PCB 16 und des Transformators plus Resonanzblock 18 wird mithilfe von Kabeln oder Leitungen 20 hergestellt, die zwischen Anschlüssen 22 der primären DC-DC-PCB 14, der sekundären OBC-PCB 16 und dem Transformator plus Resonanzblock 18 verlegt und mit diesen verbunden sind.
2 ist ein Querschnitt des elektrischen Verbindungssystems nach dem Stand der Technik für elektrische Komponenten des in 1 dargestellten OBC-Moduls 10 entlang einer Linie 2-2. In diesem Zusammenhang kann es erforderlich sein, dass die primäre DC-DC-PCB 14, die sekundäre OBC-PCB 16 und der Transformator plus Resonanzblock 18 mit hohen Wechsel- oder Gleichströmen und -spannungen arbeiten. Infolgedessen müssen die Kabel oder Leitungen 20, die die primäre DC-DC-PCB 14, die sekundäre OBC-PCB 16 und den Transformator plus Resonanzblock 18 verbinden, eine größere Stärke aufweisen und folglich angesichts der Größe der Leiter und ihrer zugehörigen Ummantelungen oder Isolierungen relativ dicke Querschnitte aufweisen. Darüber hinaus erzwingen Beschränkungen beim Layout innerhalb des OBC-Moduls 10, dass sich die Kabel oder Leitungen 20 überkreuzen. Aufgrund ihrer Dicke und überkreuzten Verlegung können die Kabel oder Leitungen 20 potenziell die Platzierung und den Verschluss einer Abdeckung 24 für das Modulgehäuse 10 physisch stören, wodurch Qualitätsrisiken erzeugt werden.
Genauer gesagt können Qualitätsrisiken, die mit dem Verschluss der Abdeckung 24 verbunden sind, zu einem Einklemmen der Kabel oder Leitungen 20 oder zu einer Verringerung von Isolationsabständen für die Kabel oder Leitungen 20 führen. Qualitätsrisiken erfordern darüber hinaus robuste Verbindungen der Kabel oder Leitungen 20 wie zum Beispiel mit Schraub- und Ringanschlüssen 28 (siehe 3) und Poka-Yoke- (d. h. fehlersichere) Mechanismen und/oder Prozeduren. Noch weiter muss die Verlegung der Kabel oder Leitungen 20 stabil sein, um die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu gewährleisten. Es besteht außerdem ein Risiko, dass die Kabel oder Leitungen 20 unsachgemäß mit den elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 verbunden werden.
In diesem Zusammenhang stellt 3 eine perspektivische Teilansicht eines weiteren elektrischen Verbindungssystems nach dem Stand der Technik für elektrische Komponenten eines Moduls dar. Wie darin zu sehen ist, kann ein Kunststoff-Führungsrahmen 26, in dem Leitungen oder Kabel 20 beinhaltet sind, bereitgestellt werden, um eine korrekte Verlegung und Befestigung der für das Modul erforderlichen Leitungen oder Kabel 20 zu gewährleisten, wobei Spielraum und elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bereitgestellt werden und Schraub- und Ringanschlüsse 28 verwendet werden. Das Hinzufügen eines solchen Führungsrahmens 26 führt jedoch zu erhöhten Kosten im Zusammenhang mit dem Modul.
Daher besteht ein Bedarf an einem verbesserten elektrischen Verbindungssystem für elektrische Komponenten in einem Modul und an einem verbesserten Verfahren zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten in einem Modul. Ein solches verbessertes elektrisches Verbindungssystem und -verfahren würden die oben angemerkten Probleme im Zusammenhang mit elektrischen Verbindungssystemen nach dem Stand der Technik zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten in einem Modul lösen.
Übersicht
Gemäß einer hierin beschriebenen nichtbeschränkenden beispielhaften Ausführungsform wird ein elektrisches Verbindungssystem für elektrische Komponenten eines Moduls bereitgestellt. Das System weist eine Hub-Leiterplatte (PCB) auf, die eine erste elektrisch leitfähige Bahn und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Bahn jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden, wobei sich die zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls außerhalb der Hub-PCB befinden. Das System weist des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen auf, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen dazu ausgebildet ist, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden.
Gemäß einer weiteren hierin beschriebenen nichtbeschränkenden beispielhaften Ausführungsform wird ein elektrisches Verbindungssystem für elektrische Komponenten eines Moduls bereitgestellt, wobei jede der elektrischen Komponenten eine elektrische Anordnung oder eine Leiterplatte (PCB) aufweist. Das System weist eine Hub-PCB auf, die eine erste Schicht und eine zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht eine erste elektrisch leitfähige Bahn aufweist und die zweite Schicht eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Bahn jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden. Das System weist des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen auf, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen dazu ausgebildet ist, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden.
Gemäß einer weiteren hierin beschriebenen nichtbeschränkenden beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls über eine Hub-Leiterplatte (PCB) bereitgestellt, die eine erste elektrisch leitfähige Bahn und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls außerhalb der Hub-PCB elektrisch zu verbinden, wobei die Hub-PCB des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden. Das Verfahren weist ein Ausrichten jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit einem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss auf, der an einer Position an einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten angeordnet ist. Das Verfahren weist des Weiteren ein Verbinden jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit dem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss in einem einzelnen Schritt auf.
Eine ausführliche Beschreibung dieser und sonstiger nichtbeschränkender beispielhafter Ausführungsformen eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls und eines Verfahrens zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls wird im Folgenden zusammen mit beigefügten Zeichnungen dargelegt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Teilansicht eines elektrischen Verbindungssystems nach dem Stand der Technik für elektrische Komponenten eines Moduls;
2 ist eine Querschnittansicht des elektrischen Verbindungssystems nach dem Stand der Technik für elektrische Komponenten eines in 1 dargestellten Moduls;
3 ist eine perspektivische Teilansicht eines weiteren elektrischen Verbindungssystems nach dem Stand der Technik für elektrische Komponenten eines Moduls;
4 ist eine perspektivische Teilansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5A ist eine Querschnittansicht der beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines in 4 dargestellten Moduls;
5B ist eine Teilquerschnittansicht eines beispielhaften elektrischen Anschlusses für eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5C ist eine weitere Teilquerschnittansicht eines weiteren beispielhaften elektrischen Anschlusses für eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung;
6 ist eine Draufsicht auf eine beispielhafte Hub-Leiterplatte (PCB) für eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung;
7 ist eine Querschnittansicht der beispielhaften Hub-PCB für eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines in 6 dargestellten Moduls; und
8 ist ein Ablaufplan einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Ausführliche Beschreibung
Wie vorgeschrieben, werden hierin ausführliche nichtbeschränkende Ausführungsformen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und verschiedene und alternativen Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, und Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten, Elementen, Merkmalen, Objekten, Bauteilen, Teilen, Abschnitten oder dergleichen darzustellen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten, die hierin offenbart werden, nicht als beschränkend, sondern lediglich als repräsentative Grundlage zur Unterrichtung eines Fachmanns auszulegen.
Unter Bezugnahme auf die Figuren wird eine ausführlichere Beschreibung von nichtbeschränkenden beispielhaften Ausführungsformen eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls und eines Verfahrens zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls bereitgestellt. Zur Vereinfachung der Veranschaulichung und zum leichteren Verständnis sind hierin überall in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten und Merkmale verwendet worden.
In diesem Zusammenhang ist 4 eine perspektivische Teilansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems 100 für elektrische Komponenten eines Moduls 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. 5A ist eine Querschnittansicht der beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems 100 für elektrische Komponenten des in 4 dargestellten Moduls 10 entlang einer Linie 5-5.
Wie darin zu sehen ist, kann das Modul wiederum die Form einer OBC-Ladeeinrichtung 10 annehmen, die eine primäre DC-DC-PCB 14, eine sekundäre OBC-PCB 16 und einen Transformator plus Resonanzblock 18 aufweist. Die in Verbindung mit den elektrischen Verbindungssystemen nach dem Stand der Technik von 1 bis 3 beschriebenen Kabel oder Leitungen 20 werden bei der beispielhaften Ausführungsform eines in 4 und 5A dargestellten elektrischen Verbindungssystems 100 durch eine Hub-PCB 110 ersetzt. Eine elektrische Verbindung der primären DC-DC-PCB 14, der sekundären OBC-PCB 16 und des Transformators plus Resonanzblock 18 wird mit elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e (siehe 6 und 7) hergestellt, die auf einer Oberfläche der Hub-PCB 110, die einen ein- oder mehrschichtigen Aufbau aufweisen kann, und/oder teilweise oder vollständig in diese eingebettet bereitgestellt werden.
In diesem Zusammenhang werden elektrische Verbindungen zwischen der Hub-PCB 110 und der primären DC-DC-PCB 14, der sekundären OBC-PCB 16 und dem Transformator plus Resonanzblock 18 mit zusammenpassenden Stecker-Buchse-Verbindern oder -Anschlüssen 112, 112' erzielt, die von einem beliebigen bekannten Typ sein können. Die Anschlüsse 112 können durch Wellenlöten, Reflow-Ofen-Löten, einen leitfähigen Kleber, einen mechanisch gepressten Kontakt oder eine beliebige sonstige bekannte Technik oder einen beliebigen sonstigen bekannten Mechanismus an der Hub-PCB 110 angebracht sein.
Die Anschlüsse 112 der Hub-PCB 110 können so an Positionen auf der Hub-PCB 110 angeordnet sein, dass die Anschlüsse 112 einfach in entsprechende damit zusammenpassende elektrische Anschlüsse 112', die an Positionen auf einer der primären DC-DC-PCB 14, der sekundären OBC-PCB 16 und dem Transformator plus Resonanzblock 18 des OBC-Moduls 10 angeordnet sind, eingesteckt sind oder in diese aufgenommen sind. In diesem Zusammenhang werden Teilquerschnittansichten von beispielhaften entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschlüssen 112, 112' in 5B und 5C dargestellt. Die Hub-PCB 110 kann darüber hinaus mit einem beliebigen Typ von (nicht dargestellten) mechanischen Standardbefestigungselementen mechanisch in oder an dem Modul 10 befestigt sein. Das Verbindungssystem 100 mit der Hub-PCB 110 ist folglich einfach mit einem seitlichen Einsetzen und Wellenlöten. Dadurch werden einfache Fertigungs- und Montagevorgänge bereitgestellt, die alle erforderlichen elektrischen Verbindungen herstellen.
Auf diese Weise stellen das elektrische Verbindungssystem 100 und -verfahren der vorliegenden Ausführungsform eine leichtere und schnellere Montage für den Verbindungsprozess von elektrischen Komponenten in einem Modul bereit. Das elektrische Verbindungssystem 100 der vorliegenden Offenbarung ist darüber hinaus kompakter, wobei es eine verringerte Höhe aufweist, wodurch die Probleme einer Störung und eines Verschlusses einer Modulabdeckung 24 im Zusammenhang mit elektrischen Verbindungssystemen nach dem Stand der Technik gelöst werden. Eine Montage des elektrischen Verbindungssystems 100 der vorliegenden Offenbarung ist darüber hinaus konstruktionsbedingt fehlerfrei, da die Systemkonstruktion die Möglichkeit einer Kreuzleistung oder von fehlerhaften Verbindungen zwischen elektrischen Komponenten eines Moduls beseitigt. Das elektrische Verbindungssystem 100 der vorliegenden Offenbarung ist darüber hinaus kostengünstig, da ein kleinerer Flächenbereich für elektrische Verbindungen benötigt wird, die ohne Schrauben oder Kabelanschlüsse hergestellt werden können, und da die Notwendigkeit jeglichen Kunststoff-Führungsrahmens für elektrische Leitungen oder Kabel beseitigt wird.
Noch weiter erreicht das elektrische Verbindungssystem 100 der vorliegenden Offenbarung darüber hinaus leichter Isolationsanforderungen entweder aufgrund der Hub-PCB-Struktur, die eine Mehrzahl von Schichten und/oder Überzügen beinhalten kann, und/oder mit preiswerten Beifügungen wie zum Beispiel Kunststofffolien. Das elektrische Verbindungssystem 100 der vorliegenden Offenbarung stellt darüber hinaus aufgrund der Vorteile von PCB-Technologien und Entwicklungsprozessen Gestaltungsfreiheit für verschiedene Module und elektrische Komponenten davon bereit.
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine Draufsicht auf eine beispielhafte Hub-PCB 110 für eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems 100 für elektrische Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. In diesem Zusammenhang ist 7 eine Querschnittansicht der beispielhaften Hub-PCB 110 für eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems 100 für elektrische Komponenten eines in 6 dargestellten Moduls entlang einer Linie 7-7.
Wie darin zu sehen ist und weiterhin unter Bezugnahme auf 4 und 5A bis 5C wird bei einer nichtbeschränkenden beispielhaften Ausführungsform ein elektrisches Verbindungssystem 100 für elektrische Komponenten eines Moduls bereitgestellt. Wie zuvor beschrieben, kann es sich bei dem Modul um eine OBC 10 handeln und kann es sich bei den elektrischen Komponenten um eine primäre DC-DC-PCB 14, eine sekundäre OBC-PCB 16 und einen Transformator plus Resonanzblock 18 handeln. Es ist jedoch zu beachten, dass es sich bei dem Modul um einen beliebigen Typ von Modul handeln kann und es sich bei den elektrischen Komponenten des Moduls um einen beliebigen Typ von elektrischen Komponenten wie zum Beispiel eine elektrische Anordnung, einen Block, eine PCB, einen Transformator, einen Induktor, einen Kondensator, einen Widerstand, ein Leistungsmodul, einen Verbinder, eine Sicherung oder einen beliebigen Typ einer diskreten elektrischen Komponente handeln kann.
Das System 100 kann eine Hub-PCB 110 aufweisen, die einen einschichtigen Aufbau aufweisen kann oder mehrere Schichten wie zum Beispiel Schichten 114, 116 aufweisen kann. In diesem Zusammenhang können die Schichten 114, 116 der Hub-PCB 110 einen beliebigen bekannten Typ eines isolierenden Substrats aufweisen. Die Hub-PCB 110 kann eine erste elektrisch leitfähige Bahn wie zum Beispiel eine beliebige von Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn wie zum Beispiel eine beliebige sonstige der Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e aufweisen. Jede der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn 120a, 120b, 120c, 120d, 120e kann dazu ausgebildet sein, zumindest zwei der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 elektrisch zu verbinden. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die zumindest zwei der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10, die durch die erste und die zweite elektrisch leitfähige Bahn 120a, 120b, 120c, 120d, 120e elektrisch verbunden sind, von der Hub-PCB 110 getrennt sind, sich abseits oder außerhalb dieser befinden. Es ist darüber hinaus zu beachten, dass solche elektrischen Komponenten, die sich außerhalb der Hub-PCB 110 befinden, sich innerhalb des Moduls 10 befinden können, zum Beispiel ein Transformator, oder außerhalb des Moduls 10 befinden können, wie zum Beispiel ein elektrischer Verbinder. Wie darüber hinaus in 6 zu sehen ist, könnten eine oder mehrere der elektrisch leitfähigen Bahnen, z. B. 120a, dazu ausgebildet sein, eine Verbindung mit einer dritten elektrischen Komponente auszubilden.
Das elektrische Verbindungssystem 100 kann des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 aufweisen. In diesem Zusammenhang kann jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 dazu ausgebildet sein, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 elektrisch zu verbinden. Bei den elektrischen Anschlüssen 112 kann es sich um Durchsteckmontagetechnik (through-hole technology, THT) oder um Oberflächenmontagetechnik (surface-mount technology, SMT) handeln, und es kann sich um Steck- oder Buchsenanschlüsse handeln. Die elektrischen Anschlüsse 112 können darüber hinaus mit Kunststoffrahmen (Anschlussleisten) gruppiert sein.
Wie in 7 zu sehen ist, kann die Hub-PCB 110 eine erste Schicht 114, die eine erste elektrisch leitfähige Bahn 120a, 120b, 120c, 120d aufweist, und eine zweite Schicht 116, die eine zweite elektrisch leitfähige Bahn 120e aufweist, auf verschiedenen Ebenen aufweisen. Zumindest ein Abschnitt einer ersten elektrisch leitfähigen Bahn 120d und zumindest ein Abschnitt einer zweiten elektrisch leitfähigen Bahn 120e können nichtkoplanar sein, und der zumindest eine Abschnitt der ersten elektrisch leitfähigen Bahn 120d kann über oder unter dem zumindest einen Abschnitt der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn 120e kreuzen. In diesem Zusammenhang könnten eine oder mehrere elektrisch leitfähige Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e alternativ durch zwei oder mehr Schichten 114, 116 der Hub-PCB 110 verlaufen. Es ist darüber hinaus zu beachten, dass jegliche oder sämtliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 mit gerundeten Ecken für eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ausgebildet sein können.
Darüber hinaus sind die Anzahl, die Formen, die Größen, die Positionen und die Gestaltungen der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e und der Schichten 114, 116 der Hub-PCB 110, die in 7 dargestellt werden, lediglich beispielhaft. Die Hub-PCB 110 kann eine einzelne Schicht oder eine beliebige Anzahl von Schichten aufweisen und kann mit einer beliebigen Anzahl oder Gestaltung von elektrisch leitfähigen Bahnen ausgestattet sein, die beliebige Formen oder Größen aufweisen und sich an, auf einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten der Hub-PCB 110 befinden oder (teilweise oder vollständig) in diese integriert sein können.
Es ist des Weiteren zu beachten, dass jegliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 Spuren aufweisen können, die auf oder in einer Oberfläche der Hub-PCB 110 ausgebildet sind. In demselben Zusammenhang können jegliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 teilweise oder vollständig in die Hub-PCB 110 oder in eine beliebige Schicht 114, 116 der Hub-PCB 110 integriert sein. Es ist des Weiteren zu beachten, dass jegliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 eine Sammelschiene aufweisen können, die auf einer Oberfläche der Hub-PCB 110 ausgebildet sein kann oder die teilweise oder vollständig in die Hub-PCB 110 oder in eine beliebige Schicht 114, 116 der Hub-PCB 110 integriert sein kann. In diesem Zusammenhang kann eine solche elektrisch leitfähige Bahn 120a, 120b, 120c, 120d, 120e in Form einer Sammelschiene über mehr als eine einzelne Schicht 114, 116 einer mehrschichtigen Hub-PCB 110 oder sogar von einer oberen Seite zu einer unteren Seite der Hub-PCB 110 hinweg reichen oder diese überspannen. Solche Sammelschienen können für spezifische Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e verwendet werden, wo Ströme zu hoch für typische Kupferbahnen sind.
Jegliche oder sämtliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 können darüber hinaus in geeigneter Weise als Leistungsbahnen für einen Betrieb bei hohen Spannungen von zumindest etwa 75 Volt Gleichspannung oder zumindest etwa 50 Volt Wechselspannung und/oder zum Führen eines elektrischen Stroms von zumindest etwa 15 Ampere bis zu zumindest etwa 100 Ampere ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang beziehen sich Hochspannungs- und Strompegel, wie sie hierin verwendet werden, auf solche, die herkömmlich in Modulen für Elektrifizierungssysteme von Elektro- oder Hybridelektrofahrzeugen verwendet werden, und die zuvor beschriebenen Sammelschienen können für hohe Ströme verwendet werden. Um eine elektromagnetische Abschirmung für die elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e bereitzustellen, kann die Hub-PCB 110 des Weiteren eine (nicht dargestellte) elektrisch leitfähige Abschirmbahn aufweisen, die ein erstes Ende, das für eine elektrische Verbindung mit einer der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 ausgebildet ist, und ein zweites Ende aufweist, das ohne Verbindung mit jeglicher der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 endet. Die Hub-PCB 110 kann darüber hinaus ferner Mittel aufweisen, um eine Wärmeableitung zu verbessern oder um Wärmeenergie abzuleiten, zum Beispiel spezifische Bahn-Layouts oder -Gestaltungen, eine interne Kupferschicht oder ein beliebiges bekanntes Wärmeableitungsmittel oder einen beliebigen bekannten Wärmeableitungsmechanismus.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 und 5A bis 5C kann eine erste der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10, die mit der Hub-PCB 110 elektrisch verbunden sind, auf einer ersten Ebene angeordnet sein, und eine zweite der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10, die mit der Hub-PCB 110 elektrisch verbunden sind, kann auf einer zweiten Ebene, die eine andere als die erste Ebene ist, angeordnet sein. In diesem Zusammenhang kann die Hub-PCB 110 mit einer oder mehreren der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 aus einer horizontalen oder vertikalen Orientierung oder einer Kombination solcher Orientierungen verbunden sein, wenn die Hub-PCB 110 so ausgebildet ist, dass sie sich biegt (siehe 8). Jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 kann auf der Hub-PCB an einer Position für ein Zusammenwirken mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss 112' angeordnet sein, der an einer Position auf einer der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 angeordnet ist. Ebenso kann die Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 durch Wellenlöten, Reflow-Ofen-Löten, einen leitfähigen Kleber, einen mechanisch gepressten Kontakt oder eine beliebige sonstige bekannte Technik oder einen beliebigen sonstigen bekannten Mechanismus an einer von elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 angebracht sein.
Weiterhin unter Bezugnahme auf 4 bis 7 kann eine weitere nichtbeschränkende beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Verbindungssystems 100 für elektrische Komponenten eines Moduls bereitgestellt werden, wobei jede der elektrischen Komponenten eine elektrische Anordnung oder eine Leiterplatte (PCB) aufweisen kann. Hier kann es sich bei dem Modul wiederum um eine OBC 10 handeln und kann es sich bei den elektrischen Komponenten um eine primäre DC-DC-PCB 14, eine sekundäre OBC-PCB 16 und einen Transformator plus Resonanzblock 18 handeln. Es ist jedoch wiederum zu beachten, dass es sich bei dem Modul um einen beliebigen Typ von Modul handeln kann und es sich bei den elektrischen Komponenten des Moduls um einen beliebigen Typ einer elektrischen Anordnung oder PCB handeln kann.
Das elektrische Verbindungssystem 100 kann eine Hub-PCB 110 aufweisen, die eine erste Schicht 114 und eine zweite Schicht 116 aufweisen kann, wobei die Schichten einen beliebigen bekannten Typ eines isolierenden Substrats aufweisen können. Die erste Schicht 114 kann eine erste elektrisch leitfähige Bahn wie zum Beispiel eine von Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d aufweisen, und die zweite Schicht 116 kann eine zweite elektrisch leitfähige Bahn 120e aufweisen. Wiederum kann jede der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e dazu ausgebildet sein, zumindest zwei der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 elektrisch zu verbinden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 und 5A bis 5C kann das elektrische Verbindungssystem 100 des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 aufweisen. Jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 kann dazu ausgebildet sein, eine der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 mit einer der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 elektrisch zu verbinden. Bei den elektrischen Anschlüssen 112 kann es sich um Durchsteckmontagetechnik (THT) oder um Oberflächenmontagetechnik (SMT) handeln, und es kann sich um Steck- oder Buchsenanschlüsse handeln. Die elektrischen Anschlüsse 112 können darüber hinaus mit Kunststoffrahmen (Anschlussleisten) gruppiert sein.
Wie in 7 zu sehen ist, können zumindest ein Abschnitt einer ersten elektrisch leitfähigen Bahn 120d der ersten Schicht 114 der Hub-PCB 110 und zumindest ein Abschnitt einer zweiten elektrisch leitfähigen Bahn 120e der zweiten Schicht 116 der Hub-PCB 110 nichtkoplanar sein und kann der zumindest eine Abschnitt der ersten elektrisch leitfähigen Bahn 120d über oder unter dem zumindest einen Abschnitt der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn 120e auf verschiedenen Ebenen kreuzen. In diesem Zusammenhang könnten eine oder mehrere elektrisch leitfähige Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e alternativ durch zwei oder mehr Schichten 114, 116 der Hub-PCB 110 verlaufen. Es ist wiederum zu beachten, dass jegliche oder sämtliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 mit gerundeten Ecken für eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ausgebildet sein können.
Hier sind wiederum die Anzahl, die Formen, die Größen, die Positionen und die Gestaltungen der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e und der Schichten 114, 116 der Hub-PCB 110, die in 7 dargestellt werden, lediglich beispielhaft. Die Hub-PCB 110 kann eine beliebige Anzahl von Schichten aufweisen und kann mit einer beliebigen Anzahl oder Gestaltung von elektrisch leitfähigen Bahnen ausgestattet sein, die beliebige Formen oder Größen aufweisen und sich an, auf einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten der Hub-PCB 110 befinden oder (teilweise oder vollständig) in diese integriert sein können.
Es ist darüber hinaus wiederum zu beachten, dass jegliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 Spuren aufweisen können, die auf oder in einer Oberfläche der Hub-PCB 110 ausgebildet sind. In demselben Zusammenhang können jegliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 teilweise oder vollständig in die Hub-PCB 110 oder in eine beliebige Schicht 114, 116 der Hub-PCB 110 integriert sein. Es ist des Weiteren zu beachten, dass jegliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 eine Sammelschiene aufweisen können, die auf einer Oberfläche der Hub-PCB 110 ausgebildet sein kann oder die teilweise oder vollständig in die Hub-PCB 110 oder in eine beliebige Schicht 114, 116 der Hub-PCB 110 integriert sein kann. Wiederum kann eine solche elektrisch leitfähige Bahn 120a, 120b, 120c, 120d, 120e in Form einer Sammelschiene über mehr als eine einzelne Schicht 114, 116 einer mehrschichtigen Hub-PCB 110 oder sogar von einer oberen Seite zu einer unteren Seite der Hub-PCB 110 hinweg reichen oder diese überspannen. Solche Sammelschienen können für spezifische Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e verwendet werden, wo Ströme zu hoch für typische Kupferbahnen sind.
Jegliche oder sämtliche der elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 können darüber hinaus wiederum in geeigneter Weise als Leistungsbahnen für einen Betrieb bei hohen Spannungen von zumindest etwa 75 Volt Gleichspannung oder zumindest etwa 50 Volt Wechselspannung und/oder zum Führen eines elektrischen Stroms von zumindest etwa 15 Ampere bis zu zumindest etwa 100 Ampere ausgebildet sein. Wiederum beziehen sich Hochspannungs- und Strompegel, wie sie hierin verwendet werden, auf solche, die herkömmlich in Modulen für Elektrifizierungssysteme von Elektro- oder Hybridelektrofahrzeuge verwendet werden, und die zuvor beschriebenen Sammelschienen können für hohe Ströme verwendet werden. Um eine elektromagnetische Abschirmung für die elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e bereitzustellen, kann die Hub-PCB 110 des Weiteren eine (nicht dargestellte) elektrisch leitfähige Abschirmbahn aufweisen, die ein erstes Ende, das für eine elektrische Verbindung mit einer der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 ausgebildet ist, und ein zweites Ende aufweist, das ohne Verbindung mit jeglicher der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 endet. Die Hub-PCB 110 kann darüber hinaus ferner Mittel aufweisen, um eine Wärmeableitung zu verbessern oder um Wärmeenergie abzuleiten, zum Beispiel spezifische Bahn-Layouts oder -Gestaltungen, eine interne Kupferschicht oder ein beliebiges bekanntes Wärmeableitungsmittel oder einen beliebigen bekannten Wärmeableitungsmechanismus.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 und 5A bis 5C kann eine erste der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10, die mit der Hub-PCB 110 elektrisch verbunden sind, auf einer ersten Ebene angeordnet sein, und eine zweite der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10, die mit der Hub-PCB 110 elektrisch verbunden sind, kann auf einer zweiten Ebene, die eine andere als die erste Ebene ist, angeordnet sein. In diesem Zusammenhang kann die Hub-PCB 110 mit einer oder mehreren der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 aus einer horizontalen oder vertikalen Orientierung oder einer Kombination solcher Orientierungen verbunden sein, wenn die Hub-PCB 110 so ausgebildet ist, dass sie sich biegt (siehe 8). Jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 kann darüber hinaus wiederum auf der Hub-PCB an einer Position für ein Zusammenwirken mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss 112' angeordnet sein, der an einer Position auf einer der elektrischen Komponenten 14, 16, 18 des Moduls 10 angeordnet ist. Ebenso kann jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen 112 wiederum durch Wellenlöten, Reflow-Ofen-Löten, einen leitfähigen Kleber, einen mechanisch gepressten Kontakt oder eine beliebige sonstige bekannte Technik oder einen beliebigen sonstigen bekannten Mechanismus an einer von elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e der Hub-PCB 110 angebracht sein.
Unter Bezugnahme auf 8 wird ein Ablaufplan einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens 200 zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. In diesem Zusammenhang wird das Verfahren 200 zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls über eine Hub-PCB, wie oben beschrieben, in Verbindung mit dem elektrischen Verbindungssystem 100 der vorliegenden Offenbarung und unter Bezugnahme auf 4 bis 7 bereitgestellt. Die Hub-PCB kann eine erste elektrisch leitfähige Bahn und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweisen, die jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls außerhalb der Hub-PCB elektrisch zu verbinden. Die Hub-PCB kann des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen aufweisen, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten des Moduls zu verbinden.
Wie in 8 zu sehen ist, kann das Verfahren 200 ein Ausrichten 202 jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit einem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss aufweisen, der an einer Position an einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten angeordnet ist. Das Verfahren 200 kann des Weiteren ein Verbinden 206 jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit dem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss in einem einzelnen Schritt aufweisen. In diesem Zusammenhang kann, wie hierin verwendet, ein einzelner Schritt ein gleichzeitiges oder im Wesentlichen gleichzeitiges Verbinden der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit dem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss der elektrischen Komponenten aufweisen. Es ist zu beachten, dass es auch möglich sein könnte, einige der Komponenten in einem (nicht dargestellten) Vormontageschritt zu platzieren, anschließend die Hub-PCB zu montieren und schließlich eine weitere Komponente auf der Hub-PCB zu montieren. In diesem Fall wäre die Hub-PCB ein Zwischenschritt bei der Verbindungsmontage.
Das Ausrichten 202 jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit dem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss, der an einer Position an einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten angeordnet ist, kann ein Biegen 204 der Hub-PCB aufweisen. Auf eine solche Weise kann die Hub-PCB einen Zugang zu einer Reihe von Verbindungen weit unterhalb der Oberfläche der Hub-PCB bereitstellen. Das Verfahren 200 kann des Weiteren ein Verbinden 208 von sonstigen elektrischen Komponenten mit der Hub-PCB aufweisen, das gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig stattfinden kann, wenn solche sonstigen elektrischen Komponenten an dem Modul befestigt werden.
Bei jeglicher Ausführungsform des elektrischen Verbindungssystems 100 und -verfahrens 200 der vorliegenden Offenbarung können darüber hinaus sonstige (nicht dargestellte) elektrische Komponenten direkt auf die Hub-PCB 110 gelötet werden. Die Hub-PCB 110 kann darüber hinaus mit (nicht dargestellten) internen Schichten für eine Wärmeableitung oder eine elektromagnetische Abschirmung bei oder zwischen den elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e ausgestattet sein. Wie zuvor beschrieben, können, um darüber hinaus eine elektromagnetische Abschirmung bereitzustellen, eine oder mehrere elektrisch leitfähige Bahnen an nur einem Ende mit einer elektrischen Komponente 14, 16, 18 verbunden sein und an einem weiteren Ende mit jeglicher elektrischen Komponente unverbunden bleiben.
Es ist darüber hinaus zu beachten, dass bei jeglicher Ausführungsform des elektrischen Verbindungssystems 100 und -verfahrens 200 der vorliegenden Offenbarung die Hub-PCB 110 mit (nicht dargestellten) Aussparungen oder Schlitzen ausgestattet sein kann, um elektrisch leitfähige Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e mit Luftspalten zu trennen, um eine Isolation der Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e zu verstärken. Wie ebenfalls zuvor beschrieben, kann die Hub-PCB 110 (nicht dargestellte) mechanische Befestigungsmittel oder -elemente beinhalten, zum Beispiel geschraubt, eingerastet, geklebt, mit Rahmen geführt oder sonstige bekannte Typen einer mechanischen Befestigung, um die Hub-PCB 110 in oder an dem Modul 10 an jeglichen der elektrischen Komponenten zu befestigen, und/oder um zu gewährleisten, dass die elektrischen Verbindungen keiner mechanischen Belastung ausgesetzt sind.
Bei jeglicher Ausführungsform des elektrischen Verbindungssystems 100 und -verfahrens 200 der vorliegenden Offenbarung können die elektrischen Komponenten 14, 16, 18 darüber hinaus sonstige elektrische Verbindungen zum Beispiel mit sonstigen Hub-PCBs, Leitungen, Sammelschienen oder sonstigen Elementen in dem Modul 10 aufweisen. Wie zuvor angemerkt, kann die Hub-PCB 110 darüber hinaus so ausgebildet sein, dass sie in einem beliebigen Winkel gemäß bekannten Biege-PCB-Technologien gebogen oder zu biegen ist, um sämtliche zu verbindenden elektrischen Komponenten 14, 16, 18 zu erreichen. In diesem Fall können die elektrisch leitfähigen Bahnen 120a, 120b, 120c, 120d, 120e so ausgebildet sein, dass sie über eine Biegung in der Hub-PCB 110 hinweg verlaufen, oder können alternativ so ausgebildet sein, dass sie über eine einzelne Ebene einer gebogenen Hub-PCB 110 verlaufen und auf diese beschränkt sind. Darüber hinaus kann die Hub-PCB 110 beschichtet sein, um das Isolationsvermögen und/oder die Umweltbeständigkeit zu erhöhen oder zu verbessern.
Wie aus dem Vorstehenden leicht ersichtlich ist, sind verschiedene nichtbeschränkende Ausführungsformen eines elektrischen Verbindungssystems für elektrische Komponenten eines Moduls und eines Verfahrens zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls beschrieben worden. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben worden sind, sind sie lediglich beispielhaft, und es ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen veranschaulichen und beschreiben. Stattdessen sind die hierin verwendeten Worte beschreibend statt beschränkend, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Wesensgehalt und Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Elektrisches Verbindungssystem für elektrische Komponenten eines Moduls, wobei das System aufweist: eine Hub-Leiterplatte (PCB), die eine erste elektrisch leitfähige Bahn und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Bahn jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden, wobei sich die zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls außerhalb der Hub-PCB befinden; eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen dazu ausgebildet ist, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden.
System nach Anspruch 1, wobei die Hub-PCB eine erste Schicht, die die erste elektrisch leitfähige Bahn aufweist, und eine zweite Schicht aufweist, die die zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten elektrisch leitfähigen Bahn und zumindest ein Abschnitt der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn nichtkoplanar sind und der zumindest eine Abschnitt der ersten elektrisch leitfähigen Bahn über oder unter dem zumindest einen Abschnitt der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn kreuzt.
System nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn für einen elektrischen Strom von zumindest 15 Ampere ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB eine Sammelschiene aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei jede der elektrischen Komponenten eine elektrische Anordnung oder eine PCB aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit gerundeten Ecken für elektromagnetische Verträglichkeit ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1, wobei eine erste der elektrischen Komponenten des Moduls, die mit der Hub-PCB verbunden sind, auf einer ersten Ebene angeordnet ist und eine zweite der elektrischen Komponenten des Moduls, die mit der Hub-PCB verbunden sind, auf einer zweiten Ebene, die eine andere als die erste Ebene ist, angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen auf der Hub-PCB an einer Position für ein Zusammenwirken mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss angeordnet ist, der an einer Position auf einer der elektrischen Komponenten des Moduls angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen durch Wellenlöten, Reflow-Ofen-Löten, einen leitfähigen Kleber oder einen mechanisch gepressten Kontakt an einer der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB angebracht ist.
Elektrisches Verbindungssystem für elektrische Komponenten eines Moduls, wobei jede der elektrischen Komponenten eine elektrische Anordnung oder eine Leiterplatte (PCB) aufweist, wobei das System aufweist: eine Hub-PCB, die eine erste Schicht und eine zweite Schicht aufweist, wobei die erste Schicht eine erste elektrisch leitfähige Bahn aufweist und die zweite Schicht eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Bahn jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden; eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen dazu ausgebildet ist, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden.
System nach Anspruch 11, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten elektrisch leitfähigen Bahn der ersten Schicht über oder unter zumindest einem Abschnitt der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der zweiten Schicht kreuzt.
System nach Anspruch 11, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn für einen elektrischen Strom von zumindest 15 Ampere ausgebildet ist.
System nach Anspruch 11, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn für einen Betrieb bei einer Spannung von zumindest 75 Volt Gleichspannung oder zumindest 50 Volt Wechselspannung ausgebildet ist.
System nach Anspruch 11, wobei eine erste der elektrischen Komponenten des Moduls, die mit der Hub-PCB verbunden sind, auf einer ersten Ebene angeordnet ist und eine zweite der elektrischen Komponenten des Moduls, die mit der Hub-PCB verbunden sind, auf einer zweiten Ebene, die eine andere als die erste Ebene ist, angeordnet ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Hub-PCB des Weiteren eine elektrisch leitfähige Abschirmbahn aufweist, die ein erstes Ende, das für eine elektrische Verbindung mit einer der elektrischen Komponenten des Moduls ausgebildet ist, und ein zweites Ende aufweist, das ohne Verbindung mit jeglicher der elektrischen Komponenten des Moduls endet.
System nach Anspruch 11, wobei die Hub-PCB des Weiteren Mittel zum Ableiten von Wärmeenergie aufweist.
System nach Anspruch 11, wobei jeder der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen auf der Hub-PCB an einer Position für ein Zusammenwirken mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss angeordnet ist, der an einer Position auf einer der elektrischen Komponenten des Moduls angeordnet ist.
Verfahren zum elektrischen Verbinden von elektrischen Komponenten eines Moduls über eine Hub-Leiterplatte (PCB), die eine erste elektrisch leitfähige Bahn und eine zweite elektrisch leitfähige Bahn aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, zumindest zwei der elektrischen Komponenten des Moduls außerhalb der Hub-PCB elektrisch zu verbinden, wobei die Hub-PCB des Weiteren eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Bahn der Hub-PCB mit einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten des Moduls elektrisch zu verbinden, wobei das Verfahren aufweist: Ausrichten jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit einem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss, der an einer Position an einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten angeordnet ist; und Verbinden jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit dem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss in einem einzelnen Schritt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Ausrichten jedes der Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen der Hub-PCB mit dem entsprechenden zusammenwirkenden elektrischen Anschluss, der an einer Position an einer der zumindest zwei elektrischen Komponenten angeordnet ist, ein Biegen der Hub-PCB aufweist.