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GEBIET DER TECHNIK
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Diese Offenbarung betrifft Leistungselektroniksysteme für Kraftfahrzeuge und die Anordnung magnetischer Leistungskomponenten darin.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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In der Leistungselektronik sind magnetische Leistungskomponenten, wie etwa Induktoren und Transformatoren, passive Komponenten, die verwendet werden, um magnetische Energie im Einklang mit Schaltvorgängen von Leistungshalbleitervorrichtungen zu speichern und freizusetzen. Magnetische Leistungskomponenten beinhalten im Allgemeinen elektrisch leitfähige Wicklungen, die aus Kupfer oder Aluminium hergestellt sind, einen magnetischen Kern, der aus einem weichmagnetischen Material, wie etwa Ferrit, Ferrosilicium, lamelliertem Eisen usw., hergestellt ist, und Elemente zur mechanischen Unterstützung, zum Kühlen und zum Verbinden externer Schaltungen. Derartige Ausgestaltungen können somit erheblichen Raum in Leistungselektronikwandlern einnehmen.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Leistungssystem für Kraftfahrzeuge weist ein Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge auf, das ein Gehäuse, das einen schleifenförmigen Behälter definiert, ein ferromagnetisches Medium, das in dem schleifenförmigen Behälter eingeschlossen ist und diesen ausfüllt, und einen Leiter beinhaltet, der von dem ferromagnetischen Medium umgeben ist, in dem schleifenförmigen Behälter und an diesem entlang gewickelt ist, und Anschlussklemmen aufweist, die sich aus dem Behälter erstrecken, sodass das ferromagnetische Medium und der Leiter einen Induktor bilden, der Größenänderungen des durch den Leiter fließenden Stroms entgegenwirkt.
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Ein Leistungssystem für Kraftfahrzeuge weist ein Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge auf, das ein Gehäuse, Schalter, die in dem Gehäuse enthalten und von diesem beabstandet sind, und ein in Serpentinenform gewundenes Polymerkabel, das in dem Gehäuse und um die Schalter gespannt ist, beinhaltet. Das Polymerkabel beinhaltet ein ferromagnetisches Medium, das darüber verteilt ist, und ein Paar von Leitern, das durch dieses verläuft, sodass das ferromagnetische Medium und die Leiter einen Induktor bilden, der Größenänderungen des durch die Leiter fließenden Stroms entgegenwirkt.
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Ein Leistungssystem für Kraftfahrzeuge weist ein Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge auf, das ein Gehäuse, Schalter, die in dem Gehäuse enthalten und von diesem beabstandet sind, und eine Kette, die in dem Gehäuse und um die Schalter gespannt ist, beinhaltet. Die Kette beinhaltet eine Vielzahl diskreter Wulstkernelemente mit durchgehenden Bohrungen und einen oder mehrere Leiter, die durch die Bohrungen verlaufen, um einen Induktor zu bilden, der Größenänderungen des durch die Leiter fließenden Stroms entgegenwirkt.
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Figurenliste
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- 1A ist eine schematische Darstellung eines Leistungselektronikmoduls für Kraftfahrzeuge.
- 1B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils des Leistungselektronikmoduls für Kraftfahrzeuge aus 1 A.
- 2A ist eine perspektivische Ansicht eines Induktors.
- 2B ist eine Endquerschnittsansicht des Induktors aus 2A.
- 2C ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Induktors aus 2A.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines flexiblen Induktors.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines kettenartigen Induktors.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In dieser Schrift werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die offenbarten Ausführungsformen sind jedoch lediglich beispielhaft und andere Ausführungsformen können verschiedene und alternative Formen annehmen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind in dieser Schrift offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Durchschnittsfachmann den verschiedenartigen Einsatz der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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Hier werden magnetische Leistungskomponenten vorgeschlagen, die einen in der Regel ungenutzten Raum einnehmen können, sodass der elektronische Leistungswandler kompakter mit erhöhter Leistungsdichte verbaut werden kann. Dies kann für Anwendungen mit begrenztem verfügbarem Raum, wie etwa Transportleistungselektronik, von Wert sein.
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Als ein Beispiel kann der Kern der induktiven Schaltung ferromagnetisch sein. Der Kern der induktiven Schaltung dient dazu, Stromänderungen in einer elektrischen Schaltung zu dämpfen. Das Dämpfen des elektrischen Stroms dämpft gleichzeitig Änderungen des Magnetflusses durch das induktive Schaltungselement. Da die Funktionalität des induktiven Schaltungselements von Änderungen im Magnetfeld abhängig ist, können variierende Kerne, die aus Materialien mit unterschiedlicher Permeabilität bestehen, variierende Auswirkungen haben. Zum Beispiel kann ein induktives Schaltungselement, das einen Kern mit höherer Permeabilität enthält, Magnetfeldänderungen widerstehen und dadurch mehr magnetische Energie speichern als ein induktives Schaltungselement, das einen Kern mit geringerer Permeabilität enthält. Der Kern kann im Allgemeinen aus einem nicht ferromagnetischen Material aufgebaut sein. Das nicht ferromagnetische Material kann mit einem ferromagnetischen Medium dotiert sein. Bei dem ferromagnetischen Medium, das zum Dotieren des nicht ferromagnetischen Materials verwendet wird, kann es sich um Eisen oder Eisenlegierungen, Kobalt oder Kobaltlegierungen, Neodym oder Neodymlegierungen und andere ferromagnetische Materialien handeln. Diese Materialien können in Form von Schaum, Pulver, Gel, anderen Fluids und Mikrofeststoffen bereitgestellt sein.
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Die Funktionalität eines induktiven Schaltungselements kann zudem durch die Abmessungen des Kerns beeinflusst werden. Insbesondere kann die Querschnittsfläche des Kerns im Wesentlichen senkrecht zu den Magnetfeldlinien die Funktionalität des induktiven Schaltungselements beeinflussen. Zum Beispiel kann ein induktives Schaltungselement weniger Induktivität bereitstellen als ein induktives Element mit einer größeren Querschnittsfläche.
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Der Kern des induktiven Schaltungselements kann variierende Härtegrade, eine variierende Flexibilität und einen variierenden Aggregatszustand aufweisen.
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Einige Ausführungsformen verwenden ein weiches Metall für den Kern. Die Verwendung von weichem Metall ermöglicht, dass sich der Kern verbiegt, während er seinen Zustand als ein Ziel beibehält. Dies kann wichtig sein, da die Beständigkeit des Kerns besser ist, wenn der Kern einstückig ist. Das Verbiegen des Kerns kann ermöglichen, dass die induktive Schaltung in im Allgemeinen unzugänglichen Bereichen in einem Gehäuse der Leistungselektronik platziert wird. Zum Beispiel kann das Verbiegen des Kerns ermöglichen, dass die Schaltung in den Ecken eines Leistungselektronikmoduls platziert wird. Beispiele für Materialien, die für weiche Metallkerne geeignet sind, sind Ferrit, Ferrosilicium, laminiertes Eisen usw.
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Andere Ausführungsformen verwenden eine eingeschlossene Ferroflüssigkeit als den Kern. Die Verwendung der Ferroflüssigkeit stellt die Vorteile der Flexibilität wie bei dem weichen Metall bereit, mit weniger Bedenken hinsicht eines Reißens des Eisenmaterials. Die Verwendung des Flüssigkeitskerns kann einen noch besseren Zugang zu unzugänglichen Bereichen ermöglichen als feste Kerne, da die Schaltung nur durch die Flexibilität des zugehörigen Leiters eingeschränkt sein kann.
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Der Leiter der induktiven Schaltung kann aus einem leitfähigen Material bestehen. Dieser Leiter kann isoliert sein, um elektrische Kommunikation zwischen dem Kern und dem Leiter zu verhindern. In einigen Ausführungsformen bestehen die Leiter aus hochleitfähigen und hochflexiblen Materialien. Beispielsweise können die Leiter aus Kupfer sein.
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Eine Ausführungsform der induktiven Schaltung kann flexible Kernmaterialien verwenden. In diesen Ausführungsformen wird ein flexibler Kern verwendet, in dem ein Leiter durchgehend angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform der Schaltung mit flexiblem Kern ist der durchgehend im Kern angeordnete Leiter in antiparalleler Weise schleifenförmig geführt und zurückgeführt. Diese Konfiguration stellt bereit, dass, wenn der Leiter bestromt wird, der flexible Kern gleichzeitig sowohl sich ändernden Magnetfeldern, die durch einen Strom erzeugt werden, der in eine positive Richtung fließt, als auch sich ändernden Magnetfeldern, die durch einen Strom erzeugt werden, der in eine negative Richtung fließt, ausgesetzt ist. Da die Polarität des Magnetflusses von der Richtung des elektrischen Stroms abhängt, kann das Induzieren zweier Magnetflussfelder anhand zweier relativ nah beieinander liegender, antiparalleler elektrischer Ströme die Magnetfeldwirkung effektiv aufheben. Diese Konfiguration erhöht zudem die Induktivität der Schaltung mit flexiblem Kern.
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In einer anderen Ausführungsform der Schaltung mit flexiblem Kern kann der Leiter eine Spiral- oder Wicklungsform aufweisen. Der flexible Kern kann durchgehend in der Spiralform angeordnet sein. In dieser Ausführungsform kann der Leiter aus einem flexiblen Material bestehen. Dieser flexible Kern kann aus einem weichem Metall, einer Ferroflüssigkeit oder anderen ferromagnetischen Materialien bestehen. In einigen Ausführungsformen des flexiblen Induktors kann der Kern aus einer Mischung aus weichen Metallen oder ferromagnetischen Lösungen bestehen. In einigen Ausführungsformen kann der Kern aus fluidähnlichen Feststoffen hergestellt sein. Zum Beispiel können einige Ausführungsformen ferromagnetisches Pulver als Kernmaterial verwenden. Einige Ausführungsformen können eine Vielzahl von Leitern oder einen schleifenförmigen Leiter aufweisen, der im Wesentlichen parallel ist und eine Spiral- oder Wicklungsform aufweist. Ausführungsformen, die diese Struktur aufweisen, erhöhen die elektromagnetische Kommunikation sowohl zwischen den Leitern, da die unterschiedlichen Stromrichtungen unterschiedliche und gegensätzliche Magnetfelder erzeugen können, als auch zwischen den Leitern und dem Kern.
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Ähnlich wie bei vorherigen Ausführungsformen der Schaltung mit flexiblem Kern kann der flexible Induktor Verdrahtung enthalten, die als gegenläufige Doppelhelix aufgebaut ist. Dieser Leiter kann schleifenförmig geführt und zurückgeführt sein. Dies stellt sich ändernde Magnetfelder bereit, die relativ nah beieinander liegen und antiparallel sind, wodurch die Magnetfeldwirkung im Wesentlichen aufgehoben wird.
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Eine Ausführungsform der induktiven Schaltung kann eine Schaltung mit flexiblem Leiter sein. Die Schaltung kann aus Leitern und einer Vielzahl von Kernen bestehen. Die Vielzahl von Kernen kann aus flexiblen oder nicht flexiblen Materialien bestehen.
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Eine Ausführungsform der Schaltung mit flexiblem Leiter kann mehrere Kerne enthalten. Die Kerne dieser Ausführungsform können um den Leiter herum angeordnet sein. Dies stellt einen anfänglichen Widerstand gegenüber einer Änderung des elektrischen Stroms und der Magnetfelder in diesem Abschnitt der Schaltung lokal zum Kern bereit, was die Induktivität erhöht. Ein zweiter Kern kann in einem anderen Abschnitt des Leiters um den Leiter herum angeordnet sein, um die Induktivität des Kabels weiter zu erhöhen. Das Wiederholen dieses Prozesses kann die Induktivität des Leiters auf die gewünschte Wirkung erhöhen. Diese Struktur ist zur Installation in Bereichen eines Verteilerkastens geeignet, die im Allgemeinen unzugänglich sind, da sie nur vom Leiter Flexibilität erfordert. Um die Funktionalität des induktiven Kabels zu erhöhen, können die Kerne so bemessen sein, dass sie eine geringe axiale Länge aufweisen. Das Verringern der Länge der Kerne kann den Induktionsbeitrag des Kerns senken. Dies kann ausgeglichen werden, indem die Anzahl der in dem Kabel installierten Kerne erhöht wird. Dies kann zudem verwendet werden, um eine gewünschte Induktivität zu erzielen.
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Die hier in Betracht gezogenen Ausführungsformen können in verschiedenen Leistungselektronikvorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel können die Ausführungsformen in Transformatoren, Wandlern, Wechselrichtern und anderen Leistungselektronikvorrichtungen verwendet werden. Die Verwendung der Ausführungsformen kann einen Widerstand gegenüber einer Änderung der Stromgröße durch Leiter zu der Vorrichtung bereitstellen. Zum Beispiel können, wenn die Ausführungsformen in einem DC/DC-Wandler verwendet werden, die Ausführungsformen eine Impedanz gegenüber einer Änderung der Stromgröße in den DC/DC-Umwandlungsschaltungen über Leiter bereitstellen, die sowohl mit den Ausführungsformen als auch mit dem DC/DC-Wandler in elektromagnetischer Kommunikation stehen.
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1A zeigt ein Leistungselektronikmodul 10 für Kraftfahrzeuge eines Leistungssystems für Kraftfahrzeuge. Bei dem Leistungselektronikmodul 10 kann es sich um einen DC/DC-Wandler, einen Wechselrichter oder dergleichen handeln. Das Leistungselektronikmodul 10 beinhaltet ein nicht ferromagnetisches Gehäuse 12 (z. B. ein Kunststoff- oder Epoxidharzgehäuse), Leistungselektronikelemente 14, wie etwa Schalter, Kondensatoren usw., und einen schleifenförmigen Behälter 16, der die Leistungselektronikelemente 14 umschlingt.
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Der schleifenförmige Behälter 16 ist in diesem Beispiel einstückig mit dem Gehäuse 12 ausgebildet und nimmt Eckteile davon ein. Der schleifenförmige Behälter 16 kann sich jedoch gegebenenfalls von den Eckteilen entfernt oder an anderer Stelle in dem Gehäuse 12 befinden. Das Gehäuse 12 und der schleifenförmige Behälter 16 können somit als eine einzelne einheitliche Komponente ausgebildet (gegossen, gedruckt usw.) sein, sodass das Gehäuse 10 den schleifenförmigen Behälter 16 definiert. Wie nachstehend erörtert, kann es sich jedoch bei dem Gehäuse 10 und dem schleifenförmigen Behälter 16 um getrennte Komponenten handeln.
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Unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beinhaltet der schleifenförmige Behälter 16 ein darin eingeschlossenes ferromagnetisches Medium 18 (z. B. ein ferromagnetisches Fluid, einen ferromagnetischen Schaum, ein ferromagnetisches Gel, ein ferromagnetisches Pulver usw.) und einen oder mehrere Leiter 20 (z. B. Drähte), die von dem ferromagnetischen Medium 18 umgeben sind. Der schleifenförmige Behälter 16 weist in diesem Beispiel eine Doppelkammerkonfiguration auf, sodass eine Trennwand 22 den Leiter 20, wenn er wieder zu sich selbst zurückführt, unterteilt. Einkammer- und Mehrkammerkonfigurationen sind ebenfalls möglich. In einigen Beispielen kann ein Gehäuse parallele zylindrische Abschnitte enthalten, von denen jeder einen Teil des Leiters, der einen elektrischen Strom und ein entsprechendes Magnetfeld erzeugt, antiparallel zu anderen Teilen des Leiters enthält.
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Der Leiter 20 ist in dem schleifenförmigen Behälter 16 und daran entlang gewickelt, insofern, als er entlang einer Gesamtheit einer der Kammern verläuft, bevor er an einem Endteil 24 wieder zu sich zurückführt. Enden 26 des Leiters 20 ragen aus dem schleifenförmigen Behälter 16 hervor, um Anschlussklemmen für diesen zu bilden. Das ferromagnetische Medium 18 (Kern) und der Leiter 20, die derartig angeordnet sind, bilden einen Induktor, der Größenänderungen des durch den Leiter 20 fließenden Stroms entgegenwirkt. Wenn sich eine Größe des durch den Leiter 20 fließenden Stroms ändert, induziert das entsprechende zeitveränderliche Magnetfeld eine elektromotorische Kraft in dem Leiter 20, was durch Faradays Induktionsgesetz beschrieben werden kann. Und gemäß dem Lenzschen Gesetz weist die induzierte Spannung eine Polarität (Richtung) auf, die der Änderung des Stroms, der sie erzeugt hat, entgegenwirkt. Infolgedessen wirkt der so gebildete Induktor jeder Änderung des durch ihn fließenden Stroms entgegen.
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In diesem Beispiel sind die Leistungselektronikelemente 14 schematisch als ein einzelner Block gezeigt. Diese Elemente können jedoch natürlich eine andere Form annehmen und könnten im gesamten Gehäuse verteilt sein (z. B. Schalter an einer Stelle des Gehäuses, ein Kondensator an einer anderen Stelle des Gehäuses usw.). Der schleifenförmige Behälter 16 könnte somit als eine Serpentinenkammer (oder -kammern) ausgebildet sein, die sich durch das Gehäuse 12 und um die verschiedenen Leistungselektronikelemente windet, um verfügbaren Raum zwischen dem Gehäuse 12 und den verschiedenen Leistungselektronikelementen einzunehmen.
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Die 2A, 2B und 2C zeigen ein weiteres Beispiel eines schleifenförmigen Behälters 116. (Ähnlich nummerierte Elemente können sich eine ähnliche Beschreibung teilen) Wie vorstehend vorgeschlagen, kann der schleifenförmige Behälter 116 einstückig mit einem Gehäuse eines Leistungselektronikmoduls ausgebildet oder als eigene Komponente davon getrennt sein. Der schleifenförmige Behälter 116 beinhaltet ein darin eingeschlossenes ferromagnetisches Medium 118 (z. B. ein ferromagnetisches Fluid, einen ferromagnetischen Schaum, ein ferromagnetisches Gel, ein ferromagnetisches Pulver usw.) und einen oder mehrere Leiter 120 (z.B. Drähte), die von dem ferromagnetischen Medium 118 umgeben sind. Der schleifenförmige Behälter 116 weist in diesem Beispiel eine toroidartige Form auf, die zwei Teilkammern 128, 130 definiert. Im Gegensatz zu dem Beispiel aus den 1A und 1B teilen sich jedoch die Teilkammern 128, 130 einen gemeinsamen Bereich 132. Andere Formen werden natürlich in Betracht gezogen.
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Der eine oder die mehreren Leiter 120 sind innerhalb der Teilkammern 128, 130 um den Toroid gewickelt und führen am Endabschnitt 124 zurück, um einen antiparallelen Stromfluss bereitzustellen, was zu gegensätzlichen sich ändernden Magnetfeldern in dem Kern führt, welche die Magnetfeldwirkung der Schaltung abschwächen. Enden 126 des einen oder der mehreren Leiter 120 ragen aus dem schleifenförmigen Behälter 116 hervor, um Anschlussklemmen für diesen zu bilden.
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Bei den ferromagnetischen Medien kann es sich, wie vorstehend erwähnt, um Fluids, Schäume, Gele, Pulver usw. handeln. Daher sollten die entsprechenden Behälter unter Verwendung bekannter Techniken eine ausreichende Abdichtung zum Aufnehmen dieser Medien bereitstellen. Wenn eine Flüssigkeit verwendet wird, sollte der Behälter flüssigkeitsdicht sein. Wenn ein Partikel verwendet wird, sollte der Behälter partikeldicht sein und so weiter.
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Bisher haben bestimmte Beispiele nahegelegt, dass ein Behälter, der einen Leiter und ein ferromagnetisches Medium enthält, einen Induktor in einem Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge bilden kann, der strategisch in ansonsten ungenutzte Räume verbaut werden kann. 3 zeigt eine Alternative, bei der ein flexibler Kern 234 gewickelte und durchgehend darin verlaufende Leiter 236 aufweist. Bei dem flexiblen Kern 234 kann es sich um ein Polymerkabel mit darin verteilten/dotierten ferromagnetischen Komponenten, wie etwa ferromagnetischen Partikeln, handeln. Der flexible Kern 234 kann zudem aus einer Mischung aus Polymeren/Harzen und ferromagnetischen Schäumen/Gelen usw. ausgebildet sein. Dank der Biegsamkeit des flexiblen Kerns 234 kann der Induktor durch den verfügbaren Bauraum in einem Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge gespannt oder geschlängelt werden. Unter Bezugnahme auf 1A kann der Induktor aus 3 zum Beispiel in Serpentinenform um die Leistungselektronikelemente 14 gespannt sein, um den Raum zwischen dem Gehäuse 12 und den Leistungselektronikelementen 14 einzunehmen. (Demnach geben der schleifenförmige Behälter 16 und seine zugehörigen Komponenten schematisch den Induktor aus 3 wieder). Das heißt, es muss nicht speziell Bauraum in einem Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge zum Aufnehmen passiver induktiver Elemente aufgespart werden. Stattdessen können die hierin in Betracht gezogenen Konfigurationen in ohnehin verfügbarem Raum angeordnet werden.
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Anstelle eines kontinuierlichen Kerns zeigt 4 diskrete wulstartige Kernelemente 238 mit durchgehenden Bohrungen 240, die entlang mehrerer Durchlaufe eines Leiters 242 gespannt sind, um einen kettenartigen Induktor zu bilden. In dem Beispiel aus 4 weist jedes wulstartige Kernelement 238 nur eine einzelne Bohrung 240 zum Aufnehmen der mehreren Durchläufe des Leiters 242 auf. In anderen Beispielen können Kernelemente jedoch mehrere Bohrungen/Löcher zum Aufnehmen eines jeweiligen Durchlaufs des gleichen Leiters oder mehrerer Leiter aufweisen. Zudem weisen die Kernelemente 238 in diesem Beispiel zwar eine zylindrische Form auf, doch andere Formen (kugelförmig, dreieckig, würfelförmig usw.) sind möglich. Darüber hinaus kann die Größe der Kernelemente 238 für ihre konkrete Anwendung ausgewählt werden. Demnach können einige der Kernelemente 238 größer sein als andere: Teile des kettenartigen Induktors, die in Teilen eines Leistungselektronikmoduls für Kraftfahrzeuge gespannt werden sollen, die mehr verfügbaren Raum aufweisen, können größere Kernelemente aufweisen, und Teile des kettenartigen Induktors, die in Teilen des Leistungselektronikmoduls für Kraftfahrzeuge gespannt werden sollen, die weniger verfügbaren Raum aufweisen, können kleinere Kernelemente aufweisen usw.
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Erneut unter Bezugnahme auf 1A kann der Induktor aus 4 in Serpentinenform um die Leistungselektronikelemente 14 gespannt sein, um den Raum zwischen dem Gehäuse 12 und den Leistungselektronikelementen 14 einzunehmen. (Demnach geben der schleifenförmige Behälter 16 und seine zugehörigen Komponenten schematisch den Induktor aus 4 wieder.)
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Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung und der Patentansprüche abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben sind, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt werden, liegt es für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Zu diesen Attributen gehören unter anderem Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Kosten über die Lebensdauer hinweg, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verbauung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungssystem für Kraftfahrzeuge bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge, das ein Gehäuse, das einen schleifenförmigen Behälter definiert, ein ferromagnetisches Medium, das in dem schleifenförmigen Behälter eingeschlossen ist und diesen ausfüllt, und einen Leiter beinhaltet, der von dem ferromagnetischen Medium umgeben ist, in dem schleifenförmigen Behälter und an diesem entlang gewickelt ist und Anschlussklemmen aufweist, die sich aus dem Behälter erstrecken, sodass das ferromagnetische Medium und der Leiter einen Induktor bilden, der Größenänderungen des durch den Leiter fließenden Stroms entgegenwirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Leistungselektronikmodul um einen DC/DC-Wandler, wobei der DC/DC-Wandler in dem Gehäuse enthaltene Schalter beinhaltet und wobei der schleifenförmige Behälter die Schalter umschlingt.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um ein Fluid.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um einen Schaum.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um ein Gel.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um ein Pulver.
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Gemäß einer Ausführungsform nimmt der schleifenförmige Behälter Eckbereiche des Gehäuses ein.
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Gemäß einer Ausführungsform besteht das Gehäuse aus einem nicht ferromagnetischen Material.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem nicht ferromagnetischen Material um Epoxidharz oder Kunststoff.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungssystem für Kraftfahrzeuge bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge, das ein Gehäuse, Schalter, die in dem Gehäuse enthalten und von diesem beabstandet sind, und ein in Serpentinenform gewundenes Polymerkabel, das in dem Gehäuse und um die Schalter gespannt ist, beinhaltet, wobei das Polymerkabel ein ferromagnetisches Medium, das darin verteilt ist, und ein Paar von Leitern, das durch dieses verläuft, beinhaltet, sodass das ferromagnetische Medium und die Leiter einen Induktor bilden, der Größenänderungen des durch die Leiter fließenden Stroms entgegenwirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge um einen DC/DC-Wandler.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um ferromagnetischen Schaum.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um ferromagnetisches Pulver.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ferromagnetischen Medium um ferromagnetisches Gel.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungssystem für Kraftfahrzeuge bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Leistungselektronikmodul für Kraftfahrzeuge, das ein Gehäuse, Schalter, die in dem Gehäuse enthalten und von diesem beabstandet sind, und eine Kette, die in dem Gehäuse und um die Schalter gespannt ist, beinhaltet, wobei die Kette eine Vielzahl diskreter Wulstkernelemente mit durchgehenden Bohrungen und einen oder mehrere durch die Bohrungen verlaufende Leiter beinhaltet, um einen Induktor zu bilden, der Größenänderungen des durch die Leiter fließenden Stroms entgegenwirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen einige der Wulstkernelemente eine andere Größe auf als andere der Wulstkernelemente.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die Wulstkernelemente eine zylindrische Form auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weist jedes der Wulstkernelemente nur eine einzelne Bohrung auf.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei den Leitern um Drähte.
