DE102020204500A1 - Intermediate circuit capacitor for a power electronics arrangement and a power electronics arrangement - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zwischenkreiskondensator (10) für eine Leistungselektronik, mit: einer Eingangskontaktierung (16) zum Anbinden des Zwischenkreiskondensators an eine Versorgungseinrichtung und einer Modulkontaktierung (18) zum Anbinden des Zwischenkreiskondensators an ein Leistungsmodul; einem Gehäuseteil (12) zum Aufnehmen mindestens eines Kondensatormoduls (40); einem Kühlerteil (14) zum Abführen von Abwärme des mindestens einen Kondensatormoduls, wobei das Kühlerteil zum Abschließen des Gehäuseteils ausgebildet ist und mindestens eine Öffnung (20) zum Einbringen eines Vergussmaterials aufweist, um das Gehäuseteil in einem Vakuum-Vergussprozess mit dem Vergussmaterial zu verfüllen und an dem Kühlerteil zu befestigen. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Leistungselektronikanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Zwischenkreiskondensators (10).The present invention relates to an intermediate circuit capacitor (10) for power electronics, with: an input contact (16) for connecting the intermediate circuit capacitor to a supply device and a module contact (18) for connecting the intermediate circuit capacitor to a power module; a housing part (12) for receiving at least one capacitor module (40); a cooler part (14) for dissipating waste heat from the at least one capacitor module, the cooler part being designed to close off the housing part and having at least one opening (20) for introducing a potting material in order to fill the housing part with the potting material in a vacuum potting process and to attach to the cooler part. The present invention also relates to a power electronics arrangement and a method for producing an intermediate circuit capacitor (10).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zwischenkreiskondensator für eine Leistungselektronikanordnung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Leistungselektronikanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Zwischenkreiskondensators.The present invention relates to an intermediate circuit capacitor for a power electronics arrangement. The present invention also relates to a power electronics arrangement and a method for producing an intermediate circuit capacitor.
Eine Leistungselektronik ermöglicht die Umformung elektrischer Energie in Bezug auf die Spannungsform, die Höhe von Spannung und Strom sowie der Frequenz. In dieser Funktion ergeben sich unterschiedliche Anwendungen im Automotive-Umfeld. Bezüglich des Bauraums, des Packagings und der Herstellungskosten ist die Leistungselektronik in einem Fahrzeug dabei stark von der Auslegung des Zwischenkreiskondensators abhängig, da dieser in der Regel die größte eigenständige Komponente darstellt. Üblicherweise weist ein Zwischenkreiskondensator dabei ein Gehäuse zum Aufnehmen mindestens eines Kondensatormoduls sowie einen Kühler zum Abführen von Abwärme auf. Das Gehäuse wird normalerweise in einem Vergussprozess mit Vergussmaterial verfüllt und dann mit dem Kühler verbunden. Insbesondere Elektrofahrzeuge erfordern dabei eine Auslegung der Leistungselektronik und des Zwischenkreiskondensators für vergleichsweise hohe Leistungen.Power electronics enable the conversion of electrical energy in relation to the voltage form, the level of voltage and current as well as the frequency. In this function there are different applications in the automotive environment. In terms of installation space, packaging and manufacturing costs, the power electronics in a vehicle are heavily dependent on the design of the intermediate circuit capacitor, since this usually represents the largest independent component. An intermediate circuit capacitor usually has a housing for accommodating at least one capacitor module and a cooler for dissipating waste heat. The housing is usually filled with potting material in a potting process and then connected to the cooler. Electric vehicles in particular require the power electronics and the intermediate circuit capacitor to be designed for comparatively high outputs.
In diesem Zusammenhang wird in der
Eine Herausforderung im Automotive-Umfeld ist dabei die Gewährleistung einer effizienten Herstellung der benötigten Komponenten. Die relevanten Anforderungen hinsichtlich Robustheit und Widerstandsfähigkeit sollen zu möglichst geringen Kosten erfüllt werden.One of the challenges in the automotive environment is ensuring that the required components are manufactured efficiently. The relevant requirements in terms of robustness and resilience should be met at the lowest possible cost.
Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Zwischenkreiskondensator für eine Leistungselektronik bereitzustellen, der effizient herstellbar ist und dennoch die Anforderungen an Robustheit und Lebensdauer im Automotive-Umfeld erfüllt. Insbesondere soll ein kostengünstig herstellbarer und robuster Zwischenkreiskondensator geschaffen werden.Based on this, the present invention has the task of providing an intermediate circuit capacitor for power electronics that can be efficiently manufactured and yet meets the requirements for robustness and service life in the automotive environment. In particular, a robust intermediate circuit capacitor that can be manufactured inexpensively is to be created.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt einen Zwischenkreiskondensator für eine Leistungselektronik, mit:
- einer Eingangskontaktierung zum Anbinden des Zwischenkreiskondensators an eine Versorgungseinrichtung und einer Modulkontaktierung zum Anbinden des Zwischenkreiskondensators an ein Leistungsmodul;
- einem Gehäuseteil zum Aufnehmen mindestens eines Kondensatormoduls;
- einem Kühlerteil zum Abführen von Abwärme des mindestens einen Kondensatormoduls, wobei
- das Kühlerteil zum Abschließen des Gehäuseteils ausgebildet ist und mindestens eine Öffnung zum Einbringen eines Vergussmaterials aufweist, um das Gehäuseteil in einem Vakuum-Vergussprozess mit dem Vergussmaterial zu verfüllen und an dem Kühlerteil zu befestigen.
- an input contact for connecting the intermediate circuit capacitor to a supply device and a module contact for connecting the intermediate circuit capacitor to a power module;
- a housing part for receiving at least one capacitor module;
- a cooler part for dissipating waste heat from the at least one capacitor module, wherein
- the cooler part is designed to close off the housing part and has at least one opening for introducing a potting material in order to fill the housing part with the potting material in a vacuum potting process and to fasten it to the cooler part.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Leistungselektronikanordnung, mit:
- einem Leistungsmodul;
- einer Versorgungseinrichtung zum Bereitstellen einer Gleichspannung; und
- einem Zwischenkreiskondensator wie zuvor beschrieben, der an das Leistungsmodul und an die Versorgungseinrichtung angebunden ist.
- a power module;
- a supply device for providing a DC voltage; and
- an intermediate circuit capacitor as described above, which is connected to the power module and to the supply device.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Zwischenkreiskondensators, mit den Schritten:
- Bereitstellen einer Eingangskontaktierung zum Anbinden des Zwischenkreiskondensators an eine Versorgungseinrichtung und einer Modulkontaktierung zum Anbinden des Zwischenkreiskondensators an ein Leistungsmodul;
- Bereitstellen eines Gehäuseteils zum Aufnehmen mindestens eines Kondensatormoduls;
- Bereitstellen eines Kühlerteils zum Abführen von Abwärme des mindestens einen Kondensatormoduls;
- Abschließen des Gehäuseteils mit dem Kühlerteil; und
- Einbringen eines Vergussmaterials durch mindestens eine Öffnung in dem Kühlerteil, um das Gehäuseteil in einem Vakuum-Vergussprozess mit dem Vergussmaterial zu verfüllen und an dem Kühlerteil zu befestigen.
- Providing an input contact for connecting the intermediate circuit capacitor to a supply device and a module contact for connecting the intermediate circuit capacitor to a power module;
- Providing a housing part for receiving at least one capacitor module;
- Providing a cooler part for dissipating waste heat from the at least one capacitor module;
- Closing off the housing part with the cooler part; and
- Introducing a potting material through at least one opening in the cooler part in order to fill the housing part with the potting material in a vacuum potting process and to attach it to the cooler part.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Leistungselektronikanordnung sowie das Verfahren entsprechend den für den Zwischenkreiskondensator in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. In particular, the power electronics arrangement and the method can be implemented in accordance with the configurations described for the intermediate circuit capacitor in the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Zwischenkreiskondensator ist im Kühlerteil eine Öffnung vorgesehen, durch die ein Vergussmaterial eingebracht werden kann. Damit kann das Gehäuseteil in einem Vakuum-Vergussprozess mit Vergussmaterial verfüllt und gleichzeitig an dem Kühlerteil befestigt werden. Als Vergussmasse können verschiedene Materialien eingesetzt werden, insbesondere solche, die eine gute Wärmeleitung aufweisen. Das Gehäuseteil wird insoweit in einem gemeinsamen Prozess verfüllt und mit dem Kühlerteil verbunden. Im Gehäuseteil sind dabei die Kondensatormodule (Kondensatorwickel) angeordnet. Der Zwischenkreiskondensator kann insbesondere in einer Leistungselektronikanordnung verwendet werden, die in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Elektrofahrzeug, eingesetzt wird.In the intermediate circuit capacitor according to the invention, an opening is provided in the cooler part through which a potting material can be introduced. In this way, the housing part can be filled with potting material in a vacuum potting process and at the same time attached to the cooler part. Various materials can be used as the potting compound, in particular those that have good heat conduction. The housing part is filled in a common process and connected to the cooler part. The capacitor modules (capacitor windings) are arranged in the housing part. The intermediate circuit capacitor can in particular be used in a power electronics arrangement that is used in a vehicle, in particular in an electric vehicle.
Gegenüber herkömmlichen Ansätzen, bei denen das Kühlerteil erst nach dem Vergießen des Gehäuseteils mit diesem verbunden wird, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, ergeben sich verschiedene Vorteile. Es ist nicht mehr notwendig, dass die Vergussmasse in dem Gehäuseteil absolut eben ist, um eine gute thermische Anbindung zu gewährleisten. Toleranzen der einzelnen Komponenten werden durch den Verguss ausgeglichen, sodass bei den vorangehenden Herstellungsschritten Einsparungen möglich sind. Zudem werden in der Fertigung geringere Verpressungskräfte benötigt. Weiterhin können im Betrieb Vibrationen besser ausgeglichen werden und so eine lange Lebensdauer gewährleistet werden. Der Montageprozess wird vereinfacht und kann kosteneffizienter umgesetzt werden. Zuletzt kann der Bauraum reduziert werden und eine höhere Kühlperformance erreicht werden.Compared to conventional approaches, in which the cooler part is only connected to the housing part after it has been cast, for example by means of a screw connection, there are various advantages. It is no longer necessary for the casting compound in the housing part to be absolutely flat in order to ensure a good thermal connection. The potting compensates for tolerances of the individual components, so that savings can be made in the preceding manufacturing steps. In addition, lower compression forces are required in production. In addition, vibrations can be better compensated for during operation, thus ensuring a long service life. The assembly process is simplified and can be implemented more cost-effectively. Finally, the installation space can be reduced and a higher cooling performance can be achieved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Gehäuseteil einen integrierten Eingangssteckerabschnitt zum Anbinden eines Eingangssteckers. Die Eingangskontaktierung wird durch den Eingangssteckerabschnitt geführt. Zum Anschließen des Zwischenkreiskondensators an die Versorgungseinrichtung, beispielsweise eine Batterie, kann insoweit ein Eingangsstecker verwendet werden, der direkt an das Gehäuseteil angebunden wird. Das Gehäuseteil umfasst einen Abschnitt, der die Anbindung eines Steckers erlaubt. Unter einem integrierten Eingangssteckerabschnitt wird insoweit eine Ausbildung des Eingangssteckerabschnitts als Teil des Gehäuseteils selbst verstanden. Durch den integrierten Eingangssteckerabschnitt kann insbesondere ein kurzer Weg bzw. eine direkte Verbindung zwischen der Versorgungseinrichtung und dem Zwischenkreiskondensator realisiert werden. Es ist keine aufwendige Kontaktierungslösung nötig, insbesondere auch deswegen, da sich aufgrund des gemeinsamen Vergusses von Gehäuseteil und Kühlerteil keine Luft- oder Kriechstrecken innerhalb des Zwischenkreiskondensators ergeben. Im Übrigen kann durch den integrierten Eingangssteckerabschnitt auch in diesem Bereich eine Kühlwirkung durch das Kühlerteil erreicht werden. Im Übrigen ergeben sich Kostenvorteile in der Fertigung.In a preferred embodiment, the housing part comprises an integrated input connector section for connecting an input connector. The input contact is passed through the input connector section. To connect the intermediate circuit capacitor to the supply device, for example a battery, an input plug can be used that is connected directly to the housing part. The housing part includes a section that allows the connection of a plug. An integrated input plug section is understood to mean a design of the input plug section as part of the housing part itself. The integrated input connector section enables, in particular, a short path or a direct connection between the supply device and the intermediate circuit capacitor to be implemented. No complex contacting solution is necessary, in particular because the joint potting of the housing part and cooler part does not result in any air or creepage distances within the intermediate circuit capacitor. In addition, the integrated input plug section can also achieve a cooling effect in this area by the cooler part. In addition, there are cost advantages in production.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Eingangssteckerabschnitt einen äußeren Überstand mit ovalem Querschnitt auf, um einen Eingangsstecker mit entsprechendem Querschnitt aufzunehmen. Insbesondere kann der Eingangsstecker einen ovalen Querschnitt aufweisen, durch den Kontakte (Pluspol und Minuspol) der Eingangskontaktierung geführt werden. Durch die Verwendung eines ovalen Steckers kann eine einfache Kontaktierung in der richtigen Ausrichtung ermöglicht werden. Durch die Verwendung eines Überstands, der mit einer korrespondierenden Aufnahme am Eingangsstecker zusammenwirkt, kann eine einfache und sichere Steckverbindung realisiert werden.In a preferred embodiment, the input plug section has an outer protrusion with an oval cross section in order to accommodate an input plug with a corresponding cross section. In particular, the input plug can have an oval cross section through which the contacts (positive pole and negative pole) of the input contacts are routed. The use of an oval plug enables simple contacting in the correct orientation. By using a protrusion that interacts with a corresponding receptacle on the input plug, a simple and secure plug connection can be implemented.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Eingangssteckerabschnitt ein Einrastelement zum Verrasten mit einem Gegenrastelement an dem Eingangsstecker, um ein mechanisches Festlegen des Eingangssteckers zu bewirken. Durch das Rastelement kann der Eingangsstecker befestigt, insbesondere reversibel befestigt werden. Eine lange Lebensdauer und eine Sicherung gegen Verrutschen kann erreicht werden. Es ergibt sich ein robuster Zwischenkreiskondensator.In a preferred embodiment, the input plug section comprises a latching element for latching with a counter-latching element on the input plug in order to mechanically fix the input plug. The input plug can be fastened, in particular fastened reversibly, by the latching element. A long service life and protection against slipping can be achieved. The result is a robust intermediate circuit capacitor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kühlerteil und/oder das Gehäuseteil als Spritzgussteil aus Kunststoff, vorzugsweise aus wärmeleitendem Kunststoff, ausgebildet. Ein Spritzgussteil kann kosteneffizient gefertigt werden, sodass ein effizient herstellbarer Zwischenkreiskondensator realisiert wird. Durch die Verwendung von wärmeleitendem Kunststoff kann eine effiziente Wärmeabführung über das Kühlerteil und/oder über das Gehäuseteil erfolgen.In a preferred embodiment, the cooler part and / or the housing part is designed as an injection molded part made of plastic, preferably made of thermally conductive plastic. An injection-molded part can be manufactured cost-effectively, so that an efficiently manufacturable intermediate circuit capacitor is realized. By using thermally conductive plastic, efficient heat dissipation can take place via the cooler part and / or via the housing part.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kühlerteil als Kühlerdeckelteil ausgebildet, das mit einem vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildeten Kühlerunterteil zum Abführen der Abwärme des mindestens einen Kondensatormoduls zusammenwirkt. Das Kühlerteil stellt insoweit einen Teil eines zweiteiligen Kühlers dar. Der zweite Teil, also der Kühlerdeckel, ist dabei vorteilhafterweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet, um eine weiter verbesserte Wärmeabführung zu erreichen. Durch eine zweiteilige Ausführung des Kühlers kann eine effiziente Herstellbarkeit gewährleistet werden. Insbesondere ist es möglich, die beiden Teile des Kühlers (Kühlerdeckelteil und Kühlerunterteil) in einem Spritzgussprozess bzw. in einem Gussprozess herzustellen. Eine kosteneffiziente Fertigung wird erreicht.In a preferred embodiment, the cooler part is designed as a cooler cover part which interacts with a cooler lower part, which is preferably made of metal, in particular aluminum, to dissipate the waste heat of the at least one capacitor module. The cooler part represents a part of a two-part cooler. The second part, that is to say the cooler cover, is advantageously made of metal, in particular aluminum, in order to achieve further improved heat dissipation. A two-part design of the cooler can ensure that it can be manufactured efficiently. In particular, it is possible to manufacture the two parts of the radiator (radiator cap part and radiator lower part) in one injection molding process or in one casting process. A cost-efficient production is achieved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Kühlerteil einen Einlass und einen Auslass auf, um zum Abführen der Abwärme des mindestens einen Kondensatormoduls eine Kühlflüssigkeit durch einen Reservoirbereich des Kühlerteils hindurchzuleiten. Der Einlass dient zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit. Diese wird über den Auslass nach Durchdringen des Reservoirbereichs wieder herausgeführt. Der Reservoirbereich entspricht insoweit einer Führung der Kühlflüssigkeit. Als Kühlflüssigkeit kann insbesondere Wasser verwendet werden. Die Kühlwirkung wird insbesondere im Reservoirbereich bzw. in den daran angrenzenden Bereichen des Zwischenkreiskondensators erreicht.In a preferred embodiment, the cooler part has an inlet and an outlet in order to conduct a cooling liquid through a reservoir area of the cooler part in order to dissipate the waste heat from the at least one condenser module. The inlet is used to receive the coolant. This is led out again via the outlet after penetrating the reservoir area. To this extent, the reservoir area corresponds to a guide for the cooling liquid. In particular, water can be used as the cooling liquid. The cooling effect is achieved in particular in the reservoir area or in the areas of the intermediate circuit capacitor adjoining it.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuseteil Öffnungen auf und sind der Einlass und der Auslass als Überstände ausgebildet, die in die Öffnungen des Gehäuseteils eingreifen, um die Kühlflüssigkeit durch das Gehäuseteil hindurch zu dem Reservoirbereich des Kühlerteils zu leiten. Die Überstände sind dabei vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Dadurch, dass der Einlass und der Auslass durch das Gehäuseteil hindurchgeführt werden, kann ein einfacher Anschluss an ein entsprechendes Kühlflüssigkeitssystem erfolgen. Der Anschluss liegt dabei auf derselben Seite des Zwischenkreiskondensators wie die Eingangskontaktierung. Es ergibt sich eine effiziente Anschließbarkeit. Die andere Seite des Zwischenkreiskondensators entspricht der Seite der Kontaktierung der Leistungsmodule, die oft nur schwer mit Kühlflüssigkeit zugänglich ist.In a preferred embodiment, the housing part has openings and the inlet and the outlet are designed as protrusions which engage in the openings of the housing part in order to guide the cooling liquid through the housing part to the reservoir area of the cooler part. The protrusions are preferably cylindrical. Because the inlet and the outlet are passed through the housing part, a simple connection to a corresponding cooling liquid system can take place. The connection is on the same side of the intermediate circuit capacitor as the input contact. There is an efficient connectivity. The other side of the intermediate circuit capacitor corresponds to the side of the contacting of the power modules, which is often difficult to access with cooling liquid.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Reservoirbereich eine einseitig offene Vertiefung in dem Kühlerteil, die zum Abschließen durch ein Kühlerunterteil ausgebildet ist. Insbesondere ist es möglich, dass der Reservoirbereich einseitig geöffnet ist und durch ein entsprechendes Kühlerunterteil verschlossen wird. Das Kühlerunterteil kann dabei die Kanäle oder entsprechende Gegenstücke zu Kanälen im Kühlerteil enthalten, um die Kühlflüssigkeit in Bereiche mit hoher Wärmeentwicklung zu führen. Es ergibt sich eine effiziente Kühlung und eine effiziente Herstellbarkeit.In a preferred embodiment, the reservoir area comprises a recess in the cooler part which is open on one side and which is designed to be closed off by a lower part of the cooler. In particular, it is possible that the reservoir area is open on one side and is closed by a corresponding lower part of the cooler. The lower part of the cooler can contain the channels or corresponding counterparts to channels in the cooler part in order to guide the cooling liquid into areas with high heat development. This results in efficient cooling and efficient producibility.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Zwischenkreiskondensator einen Temperatursensor, insbesondere vier Temperatursensoren. Das Gehäuseteil umfasst einen Anschluss für den Temperatursensor. Durch die Verwendung eines oder mehrerer Temperatursensoren kann eine Überwachung der Temperatur realisiert werden. Eine entsprechende Steuerung des Kühlflüssigkeitszulaufs kann umgesetzt werden. Es ergibt sich eine höhere Lebensdauer und eine höhere Widerstandsfähigkeit, insbesondere bei hohen Leistungen.In a preferred embodiment, the intermediate circuit capacitor comprises a temperature sensor, in particular four temperature sensors. The housing part includes a connection for the temperature sensor. The temperature can be monitored by using one or more temperature sensors. Appropriate control of the coolant supply can be implemented. The result is a longer service life and a higher level of resistance, especially at high power levels.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Kühlerteil eine Modulöffnung. Die Modulkontaktierung wird durch die Modulöffnung geführt. Die Modulöffnung ist insbesondere eine Ausnehmung im Kühlerteil. Durch die Modulöffnung hindurch werden insoweit die Leistungsmodule angeschlossen. Es ergibt sich eine direkte Anschlussmöglichkeit mit kurzen Wegen. Einerseits kann eine effiziente Kühlung erreicht werden. Andererseits kann eine einfache und direkte Kontaktierung umgesetzt werden.In a preferred embodiment, the cooler part comprises a module opening. The module contact is routed through the module opening. The module opening is in particular a recess in the cooler part. The power modules are connected through the module opening. There is a direct connection option with short distances. On the one hand, efficient cooling can be achieved. On the other hand, a simple and direct contact can be implemented.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Gehäuseteil einen Modulsteckerabschnitt zum Anbinden eines Modulsteckers. Die Modulkontaktierung wird durch den Modulsteckerabschnitt geführt. Insoweit kann das Gehäuse auch zum Anbinden des Modulsteckers einen entsprechenden integrierten Modulsteckerabschnitt aufweisen, der einen Teil des Gehäuseteils darstellt. Hierdurch werden eine effiziente Anschließbarkeit und eine flexible Einsetzbarkeit gewährleistet. Zudem kann eine direkte Anbindung mit kurzen Wegen umgesetzt werden.In a preferred embodiment, the housing part comprises a module plug section for connecting a module plug. The module contact is routed through the module connector section. In this respect, the housing can also have a corresponding integrated module connector section for connecting the module connector, which is part of the housing part. This ensures efficient connectivity and flexible use. In addition, a direct connection with short distances can be implemented.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann insbesondere in einer entsprechenden Herstellanlage durchgeführt werden. Eine Kostenreduzierung in der Herstellung eines Zwischenkreiskondensators wird umgesetzt.The manufacturing method according to the invention can in particular be carried out in a corresponding manufacturing plant. A cost reduction in the production of an intermediate circuit capacitor is implemented.
Hierin versteht sich unter einem Anbinden insbesondere eine elektrische Kontaktierung. Die Versorgungseinrichtung versorgt den Zwischenkreiskondensator insbesondere mit einer Gleichspannung. Die Versorgungseinrichtung kann insbesondere eine Batterie sein. Ein Kondensatormodul entspricht insbesondere einem Wickelkondensator. Es wird insbesondere Wärme des Kondensatormoduls, aber auch Wärme der anderen Komponenten über das Kühlerteil abgeführt. Unter einer Öffnung versteht sich insbesondere ein Loch bzw. eine durchgehende Ausnehmung in einem Teil. Unter einem integrierten Abschnitt versteht sich insbesondere ein Abschnitt, der als Teil einer größeren Einheit eine bestimmte Funktion erfüllt. Der Abschnitt ist dabei üblicherweise im selben Herstellungsprozess wie die größere Einheit gefertigt.In this context, a connection is understood to mean, in particular, electrical contacting. The supply device supplies the intermediate circuit capacitor in particular with a direct voltage. The supply device can in particular be a battery. A capacitor module corresponds in particular to a wound capacitor. In particular, heat from the capacitor module, but also heat from the other components, is dissipated via the cooler part. An opening is understood to mean, in particular, a hole or a continuous recess in a part. An integrated section is understood to mean, in particular, a section which, as part of a larger unit, fulfills a specific function. The section is usually manufactured in the same manufacturing process as the larger unit.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1a ,1b eine schematische perspektivische Darstellung eines Zwischenkreiskondensators; -
2a ,2b eine schematische perspektivische Darstellung des Gehäuseteils; -
3 eine schematische perspektivische Darstellung des Gehäuseteils mit darin aufgenommenen Komponenten; -
4 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des Zwischenkreiskondensators und der Kondensatormodule in dem Gehäuseteil; und -
5 eine technische Zeichnung einer Ausführungsform des Zwischenkreiskondensators.
-
1a ,1b a schematic perspective illustration of an intermediate circuit capacitor; -
2a ,2 B a schematic perspective view of the housing part; -
3 a schematic perspective illustration of the housing part with components received therein; -
4th a schematic perspective sectional illustration of the intermediate circuit capacitor and the capacitor modules in the housing part; and -
5 a technical drawing of an embodiment of the intermediate circuit capacitor.
In den
Der Zwischenkreiskondensator
Es ist vorgesehen, dass das Kühlerteil
Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen zunächst ein Vergießen des Gehäuseteils und der darin aufgenommenen Komponenten und anschließend ein Zusammenfügen mit dem Kühlerteil vorgesehen war, hat das erfindungsgemäß vorgesehene Einbringen des Vergussmaterials, um das Gehäuse in einem Vakuum-Vergussprozess mit dem Vergussmaterial zu verfüllen und an dem Kühlerteil zu befestigen, den Vorteil einer besseren thermischen Kontaktierung. Die Wärme aus dem Zwischenkreiskondensator kann effizienter abgeführt werden. Zudem wird eine stabile Verbindung realisiert. Weiterhin ergeben sich Kosteneinsparpotentiale, da ein vereinfachter Herstellungsprozess realisiert werden kann.In comparison to previous approaches, in which the housing part and the components received therein were initially potted and then joined together with the cooler part, the inventive introduction of the potting material in order to fill the housing with the potting material in a vacuum potting process and to attach to the cooler part, the advantage of better thermal contact. The heat from the intermediate circuit capacitor can be dissipated more efficiently. In addition, a stable connection is realized. Furthermore, there is potential for cost savings, since a simplified manufacturing process can be implemented.
Weiterhin ist in den
In den
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Eingangssteckerabschnitt
Zudem ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Einrastelement
Weiterhin ist in den
In der
In der
Weiterhin umfasst der Zwischenkreiskondensator
Die
Wie dargestellt ist das Kühlerteil
Unabhängig von den anderen spezifischen Eigenschaften des dargestellten Zwischenkreiskondensators ist es oft vorteilhaft, einen zweiteilig ausgebildeten Kühler zu verwenden. Ein solcher zweiteilig ausgebildeter Kühler kann wesentlich einfacher gefertigt werden, insbesondere in einem Spritzgussprozess. Zudem können für die beiden Teile des Kühlers unterschiedliche Materialien verwendet werden. Hieraus ergeben sich vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeabführung und hinsichtlich des Montageaufwands bzw. der Fertigung des Zwischenkreiskondensators. Dies ermöglicht es zudem, für das Kühlerteil bzw. das Kühlerdeckelteil auf ein Spritzgussteil zurückzugreifen und für das Kühlerunterteil auf ein Metallteil zurückzugreifen.Regardless of the other specific properties of the intermediate circuit capacitor shown, it is often advantageous to use a two-part cooler. Such a two-part cooler can be manufactured much more easily, in particular in an injection molding process. In addition, different materials can be used for the two parts of the cooler. This results in advantageous properties with regard to heat dissipation and with regard to the assembly effort or the production of the intermediate circuit capacitor. This also makes it possible to use an injection-molded part for the cooler part or the cooler cover part and to use a metal part for the lower part of the cooler.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been described comprehensively with reference to the drawings and the description and explained. The description and explanation are to be understood as an example and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon using the present invention and upon careful analysis of the drawings, the disclosure, and the following claims.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann.In the claims, the words “comprising” and “having” do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article “a” or “an” does not exclude the presence of a plural. A single element or a single unit can perform the functions of several of the units mentioned in the patent claims. An element, a unit, an interface, a device and a system can be implemented partially or completely in hardware and / or in software. The mere mention of some measures in several different dependent patent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used advantageously.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- ZwischenkreiskondensatorDC link capacitor
- 1212th
- GehäuseteilHousing part
- 1414th
- KühlerteilRadiator section
- 1616
- EingangskontaktierungInput contacting
- 1818th
- ModulkontaktierungModule contacting
- 2020th
- Öffnung im KühlerteilOpening in the cooler part
- 2222nd
- Einlassinlet
- 2424
- AuslassOutlet
- 2626th
- EingangssteckerabschnittInput connector section
- 2828
- ÜberstandGot over
- 3030th
- SteckerteileConnector parts
- 3232
- EinrastelementSnap-in element
- 3434
- Öffnung im GehäuseteilOpening in the housing part
- 3636
- StromschieneBusbar
- 3838
- ModulsteckerabschnittModule connector section
- 4040
- KondensatormodulCapacitor module
- 4242
- ModulöffnungModule opening
- 4444
- Anschluss für TemperatursensorConnection for temperature sensor
- 4646
- ReservoirbereichReservoir area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2018/233987 A1 [0003]WO 2018/233987 A1 [0003]
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020204500.3A DE102020204500A1 (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Intermediate circuit capacitor for a power electronics arrangement and a power electronics arrangement |
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DE102020204500.3A DE102020204500A1 (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Intermediate circuit capacitor for a power electronics arrangement and a power electronics arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102020204500A1 true DE102020204500A1 (en) | 2021-10-07 |
Family
ID=77749439
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DE102020204500.3A Pending DE102020204500A1 (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Intermediate circuit capacitor for a power electronics arrangement and a power electronics arrangement |
Country Status (1)
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-
2020
- 2020-04-07 DE DE102020204500.3A patent/DE102020204500A1/en active Pending
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