DE102020206082A1

DE102020206082A1 - Energiewandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020206082A1
Application number: DE102020206082.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2020-11-19
Also published as: JP2020188659A; US11404941B2; US20200366167A1; CN112039350A; JP7147683B2

Abstract

Eine Energiewandlungsvorrichtung weist auf: eine Energiewandlungsschaltung (120, 220), die konfiguriert ist, um eine zugeführte elektrische Energie zu wandeln, um die gewandelte Energie auszugeben; eine Steuerschaltung (170, 176, 270, 276), die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Energiewandlungsschaltung zu steuern; ein Mehrschicht-Substrat (30), das verschiedene Schichten aufweist, wobei Energieverdrahtungsmuster (P11, P12, P13, P21, P22, P23) der Energiewandlungsschaltung und ein Steuerverdrahtungsmuster (P18, P19) der Steuerschaltung auf dem Mehrschicht-Substrat angeordnet sind, wobei die Energieverdrahtungsmuster in verschiedenen Schichten des Mehrschicht-Substrats angeordnet sind; eine Durchkontaktierung (35a), die sich über die Energieverdrahtungsmuster in den verschiedenen Schichten erstreckt; und ein massiv geformtes leitfähiges Element (35, 352, 353, 354), das in der Durchkontaktierung vorgesehen ist, um die jeweiligen Energieverdrahtungsmuster elektrisch miteinander zu verbinden.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Energiewandlungsvorrichtung zum Wandeln einer zugeführten Energie, um die gewandelte Energie auszugeben.
Patentdokument 1 offenbart wird eine Energiewandlungsvorrichtung mit einer Inverterschaltung als eine Energiewandlungsschaltung und einer Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs der Inverterschaltung. Ein Energieverdrahtungsmuster, das in der Energiewandlungsschaltung enthalten ist, und ein Steuerverdrahtungsmuster, das in der Steuerschaltung enthalten ist, sind auf einem gemeinsamen Substrat gebildet. Dadurch wird ein Installationsraum des Substrats reduziert und die Vorrichtung verkleinert.
Patentdokument 1: JP 2017- 143 203 A
Bei einer Verdrahtung (auch als Energieverdrahtungsmuster bezeichnet) einer Inverterschaltung kann es vorteilhaft sein, die Dicke der Verdrahtung zu erhöhen, um die Impedanz zu senken und so eine durch einen großen Stromfluss verursachte Wärmeentwicklung zu reduzieren. Wenn die Verdrahtung verdickt wird, können eine Verdrahtungsbreite und ein Verdrahtungsabstand aufgrund einer Beschränkung bei der Substratherstellung zunehmen, so dass gegebenenfalls keine feine Verdrahtung gebildet werden kann. Es kann sich als ungeeignet erweisen, eine Steuerschaltung (ein Steuerverdrahtungsmuster), die ein Layout hoher Dichte erfordert, zu verdrahten. Wenn sowohl die Energiewandlungsschaltung als auch die Steuerschaltung auf einem gemeinsamen einzigen Substrat vorgesehen werden, um eine Verkleinerung zu erzielen, kann es erforderlich sein, sowohl eine Verringerung der Impedanz als auch eine Verkleinerung (Miniaturisierung) der Verdrahtung zu erreichen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Energiewandlungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, sowohl eine Verringerung der Impedanz als auch eine Verkleinerung der Verdrahtung zu realisieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Energiewandlungsvorrichtung auf: eine Energiewandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um eine zugeführte elektrische Energie zu wandeln, um die gewandelte Energie auszugeben; eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Energiewandlungsschaltung zu steuern; ein Mehrschicht-Substrat, das verschiedene Schichten aufweist, wobei Energieverdrahtungsmuster der Energiewandlungsschaltung und ein Steuerverdrahtungsmuster der Steuerschaltung auf dem Mehrschicht-Substrat angeordnet sind, wobei die Energieverdrahtungsmuster in verschiedenen Schichten des Mehrschicht-Substrats angeordnet sind; eine Durchkontaktierung (Via), die sich über die Energieverdrahtungsmuster in den verschiedenen Schichten erstreckt; und ein massiv geformtes leitfähiges Element, das in der Durchkontaktierung vorgesehen ist, um die jeweiligen Energieverdrahtungsmuster elektrisch miteinander zu verbinden.
In der Energiewandlungsvorrichtung wird ein Mehrschicht-Substrat als ein Substrat verwendet, auf dem sowohl das Energieverdrahtungsmuster als auch das Steuerverdrahtungsmuster vorgesehen sind. Die Energieverdrahtungsmuster, die in verschiedenen Schichten des Mehrschicht-Substrats angeordnet sind, sind durch massiv geformte leitfähige Elemente (die massiven Durchkontaktierungen entsprechen), die in den Durchkontaktierungen vorgesehen sind, elektrisch miteinander verbunden. Im Fall der massiven Durchkontaktierungen kann der elektrische Widerstand zwischen den Schichten im Vergleich zum Fall einer Plattierung (die folienartigen Durchkontaktierungen entsprechen), die in einem Film auf den Innenflächen der Durchkontaktierungen gebildet wird, verringert werden.
Folglich können, gemäß der obigen Offenbarung, in der die Energieverdrahtungsmuster in den jeweils unterschiedlichen Schichten des Mehrschicht-Substrats angeordnet sind und die Energieverdrahtungsmuster über die Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind, die Energieverdrahtungsmuster der mehreren Schichten so gestaltet sein, dass sie eine Impedanz aufweisen, die der von nur einer (einzigen) Schicht dicker Verdrahtung entspricht. Da es sich bei der Durchkontaktierung um eine feste bzw. massive Durchkontaktierung handelt, kann die Impedanz im Vergleich zum Fall einer folienartigen Durchkontaktierung weiter reduziert werden. Mit anderen Worten, die Impedanz kann gesenkt werden, ohne das Energieverdrahtungsmuster zu verdicken, und die Wärmeentwicklung, die durch einen großen Strom verursacht wird, kann reduziert werden. Ferner können, da die Verdickung des Energieverdrahtungsmusters unterbunden werden kann, die Verdrahtungsbreite und der Verdrahtungsabstand des Steuerverdrahtungsmusters reduziert und eine feine Verdrahtung ermöglicht werden.
Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 eine schematische Abbildung einer Konfiguration zur Veranschaulichung eines Lenksystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Querschnittsansicht einer auf das Lenksystem von 1 angewandten Antriebsvorrichtung;
3 einen Schaltplan der in 2 gezeigten Antriebsvorrichtung;
4 eine Unteransicht eines auf die Antriebsvorrichtung von 2 angewandten Inverters von einer Seite eines Motors aus betrachtet;
5 eine Draufsicht des auf die Antriebsvorrichtung von 2 angewandten Inverters von einer gegenüberliegenden Seite des Motors aus betrachtet;
6 eine Querschnittsansicht des Inverters gemäß der ersten Ausführungsform;
7 eine Ansicht aus Richtung eines Pfeils VII in 6 aufgenommen;
8 eine Querschnittsansicht eines Inverters gemäß einer zweiten Ausführungsform ;
9 eine Querschnittsansicht eines Inverters gemäß einer dritten Ausführungsform; und
10 eine Ansicht aus Richtung eines Pfeils X in 9 aufgenommen.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Entsprechende Komponenten in jeder Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und gegebenenfalls nicht wiederholt beschrieben. Wenn in jeder Ausführungsform nur ein Teil der Konfiguration beschrieben ist, kann die Konfiguration der weiteren Ausführungsformen, die zuvor beschrieben sind, auf andere Teile der Konfiguration angewandt werden.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet eine Antriebsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform einen Elektromotor 80 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10 als eine Energiewandlungsvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung 1 wird auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (auch als EPS bezeichnet) 8 zum Unterstützen eines Lenkbetriebs eines Fahrzeugs angewandt. 1 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines Lenksystems 90 mit der EPS 8. Das Lenksystem 90 beinhaltet ein Lenkrad 91 als ein Lenkelement, eine Lenkwelle 92, ein Zahnradgetriebe 96, eine Zahnstangenwelle 97, Räder 98, die EPS 8 und dergleichen.
Das Lenkrad 91 ist mit der Lenkwelle 92 verbunden. Die Lenkwelle 92 ist mit einem Drehmomentsensor 94 zum Erfassen eines Lenkmoments versehen. Der Drehmomentsensor 94 weist zwei Drehmomenterfassungseinheiten 941 und 942 auf, die für jedes System vorgesehen sind. Die Erfassungswerte der Drehmomenterfassungseinheiten 941 und 942 werden an die Mikrocomputer 170 und 270 gegeben, die entsprechende Mikrocomputer sind (siehe 3). Das Zahnradgetriebe 96 ist an einer Spitze der Lenkwelle 92 vorgesehen. Das Zahnradgetriebe 96 befindet sich in Eingriff mit der Zahnstangenwelle 97. Das Paar von Rädern 98 ist über Spurstangen oder dergleichen mit beiden Enden der Zahnstangenwelle 97 verbunden.
Wenn ein Fahrer das Lenkrad 91 betätigt bzw. dreht, dreht sich die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92. Eine Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird durch das Zahnradgetriebe 96 in eine lineare Bewegung der Zahnstangenwelle 97 gewandelt. Das Paar von Rädern 98 wird in einem Winkel entsprechend dem Verschiebungsbetrag der Zahnstangenwelle 97 gelenkt.
Die EPS 8 beinhaltet die Antriebsvorrichtung 1 und ein Untersetzungsgetriebe 89 als einen Energieübertragungsabschnitt zum Verringern einer Drehzahl des Motors 80 und zum Übertragen der Drehzahl auf die Lenkwelle 92. Die Lenkwelle 92 ist ein Antriebsziel der EPS 8.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist der Motor 80 ein bürstenloser Drehstrommotor. Der Motor 80 gibt einen Teil oder das gesamte für die Lenkung erforderliche Drehmoment ab und wird durch von den Batterien 199 und 299 bereitgestellte Energie angetrieben, um das Untersetzungsgetriebe 89 vorwärts und rückwärts zu drehen.
Der Motor 80 weist eine erste Wicklung 180 und eine zweite Wicklung 280 als einen Wicklungssatz auf. Die Wicklungen 180 und 280 weisen äquivalente elektrische Eigenschaften auf und sind auf einen gemeinsamen Stator 840 mit um 30 [Grad] voneinander versetzten elektrischen Winkeln gewickelt. Im Ansprechen auf die obige Konfiguration werden die Wicklungen 180 und 280 so gesteuert, dass sie mit einem Phasenstrom erregt werden, dessen Phase φ um 30 [Grad] verschoben ist.
Eine Kombination von Konfigurationen in Bezug auf eine Energieversorgungssteuerung der ersten Wicklung 180 ist als ein erstes System L1 bezeichnet. Eine Kombination von Konfigurationen in Bezug auf eine Energieversorgungssteuerung der zweiten Wicklung 280 ist als ein zweites System L2 bezeichnet. Die Konfiguration des ersten Systems L1 ist hauptsächlich in den 100ern nummeriert, die Konfiguration des zweiten Systems L2 ist hauptsächlich in den 200ern nummeriert, und die Konfigurationen, die einander in den Systemen L1 und L2 im Wesentlichen ähnlich sind, sind so nummeriert, dass die letzten beiden Ziffern gleich sind, und eine Beschreibung dieser Konfigurationen ist gegebenenfalls weggelassen.
Wie in 2 gezeigt, weist die Antriebsvorrichtung 1 die ECU 10 auf einer Seite des Motors 80 in axialer Richtung integriert auf, was einem so genannten „elektromechanisch integrierten Typ“ entspricht oder als ein Maschinen-/Elektrizitätsintegraltyp‟ bezeichnet ist. Die ECU 10 ist auf der anderen Seite des Untersetzungsgetriebes 89 in Bezug auf den Motor 80 vorgesehen. Die ECU 10 ist koaxial zu einer Mittellinie Ax einer Rotationswelle 870 angeordnet. Bei dem elektromechanisch integrierten Typ können die ECU 10 und der Motor 80 effizient in einem Fahrzeug mit begrenztem Einbauraum untergebracht werden. Wenn, wie jeweils anwendbar, einfach von „axialer Richtung“ oder „radialer Richtung“ gesprochen ist, ist die axiale Richtung oder die radiale Richtung des Motors 80 gemeint.
Der Motor 80 weist einen Stator 840, einen Rotor 860, eine Rotationswelle 870 und ein Gehäuse 830, das den Stator 840, den Rotor 860, die Rotationswelle 870 und dergleichen beherbergt, auf. Der Stator 840 ist am Gehäuse 830 befestigt, und die Wicklungen 180 und 280 sind um den Stator 840 gewickelt. Der Rotor 860 ist radial innerhalb des Stators 840 angeordnet und in Bezug auf den Stator 840 drehbar.
Die Rotationswelle 870 ist in den Rotor 860 eingepasst und dreht sich integral mit dem Rotor 860. Die Rotationswelle 870 ist über Lager 835 und 836 drehbar im Gehäuse 830 gelagert. Ein Ende der Rotationswelle 870 auf der Seite der ECU 10 ragt aus dem Gehäuse 830 zur Seite der ECU 10 heraus. Ein Magnet 875 als ein Erfassungsziel ist am Ende der Rotationswelle 870 auf der Seite der ECU 10 vorgesehen.
Das Gehäuse 830 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 834, ein hinteres Rahmenende 837 an einem Ende des Gehäuses 834 und ein vorderes Rahmenende 838 am anderen Ende des Gehäuses 834.
Im hinteren Rahmenende 837 ist eine Öffnung 837a vorgesehen, durch die die Rotationswelle 870 eingefügt und angeordnet wird. Im hinteren Rahmenende 837 ist ein Leitungsdrahteinfügeloch 839 vorgesehen. Ein mit jeder Phase der Wicklungen 180 und 280 verbundener Leitungsdraht 285 ist in das Leitungsdrahteinfügeloch 839 eingefügt. Der Leitungsdraht 285 ist aus dem Leitungsdrahteinfügeloch 839 zur ECU 10 herausgeführt. Der Leitungsdraht 285 wird durch Motordrahtverbindungsabschnitte 186 und 286 (siehe 4 und 5) eingefügt und durch Lot oder dergleichen mit einem Substrat 30 verbunden.
Der ECU 10 beinhaltet das Substrat 30 und verschiedene elektronische Komponenten, die auf dem Substrat 30 montiert sind. Das Substrat 30 ist durch über Substratverbindungsabschnitte 155 und 255 eingefügte Schrauben bzw. Bolzen (siehe 2) an einer Oberfläche des hinteren Rahmenendes 837 gegenüber dem Motor 80 befestigt. Die Schrauben bzw. Bolzen 259 sind aus einem leitfähigen Material aufgebaut. Eine Oberfläche des Substrats 30 auf der Seite des Motors 80 ist als eine Motorfläche 301 definiert, und die Oberfläche des Substrats 30 auf der dem Motor 80 gegenüberliegenden Seite ist als eine Abdeckungsfläche 302 definiert. Die Abdeckung 460 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form mit Boden ausgebildet und passt radial nach außen zum hinteren Rahmenende 837. Die Abdeckung 460 ist so vorgesehen, dass sie das Substrat 30 abdeckt und die ECU 10 vor äußeren Einwirkungen schützt und das Eindringen von Staub, Wasser oder dergleichen in die ECU 10 verhindert. Auf einer Seitenfläche der Abdeckung 460 ist eine Öffnung 461 vorgesehen.
Der Verbinder 350 weist Verbinderanschlüsse, wie beispielsweise einen ersten Energieversorgungsanschluss, einen ersten Masseanschluss, einen ersten Signalanschluss, einen zweiten Energieversorgungsanschluss, einen zweiten Masseanschluss und einen zweiten Signalanschluss, auf. Der erste Energieversorgungsanschluss, der erste Masseanschluss und der erste Signalanschluss sind von der Seite der Motorfläche 301 des Substrats 30 eingefügt und elektrisch mit einem ersten Energieversorgungsanschluss-Verbindungsabschnitt 151, einem ersten Masseanschluss-Verbindungsabschnitt 152 und einem ersten Signalanschluss-Verbindungsabschnitt 153 verbunden (siehe 4 und 5). Der zweite Energieversorgungsanschluss, der zweite Masseanschluss und der zweite Signalanschluss sind von der Seite der Motorfläche 301 des Substrats 30 eingefügt und elektrisch mit dem zweiten Energieversorgungsanschluss-Verbindungsabschnitt 251, dem zweiten Masseanschluss-Verbindungsabschnitt 252 und dem zweiten Signalanschluss-Verbindungsabschnitt 253 verbunden (siehe 4 und 5).
3 zeigt eine Schaltungsanordnung der Antriebsvorrichtung 1. Die ECU 10 beinhaltet einen ersten Inverter 120, erste Motorrelais 127 bis 129, erste Energieversorgungsrelais 131 und 132, einen ersten Kondensator 134 und eine erste Spule 135, die entsprechend der ersten Wicklung 180 vorgesehen sind. Die ECU 10 beinhaltet ferner einen zweiten Inverter 220, zweite Motorrelais 227 bis 229, zweite Energieversorgungsrelais 231 und 232, einen zweiten Kondensator 234 und eine zweite Spule 235, die entsprechend der zweiten Wicklung 280 vorgesehen sind.
Der erste Inverter 120 und dergleichen des ersten Systems L1 werden mit elektrischer Energie aus der ersten Batterie 199 versorgt. Der zweite Inverter 220 und dergleichen des zweiten Systems L2 werden mit elektrischer Energie aus der zweiten Batterie 299 versorgt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Masse ebenso durch das erste System L1 und das zweite System L2 getrennt. Der erste Mikrocomputer 170 steuert die Energiezufuhr zur ersten Wicklung 180, und der zweite Mikrocomputer 270 steuert die Energiezufuhr zur zweiten Wicklung 280. Mit anderen Worten, in der vorliegenden Ausführungsform sind das erste System L1 und das zweite System L2 unabhängig voneinander in einer vollständig redundanten Konfiguration bereitgestellt.
Der erste Inverter 120 ist ein Drehstromwechselrichter, und die ersten Schaltelemente 121 bis 126 sind brückenartig verbunden. Die Schaltelemente 121 bis 123 sind mit einer Seite hohen Potentials verbunden, um einen oberen Arm H zu bilden. Die Schaltelemente 124 bis 126 sind mit einer Seite niedrigen Potentials verbunden, um einen unteren Arm L zu bilden. Ein Knotenpunkt der paarweise angeordneten U-Phasen-Schaltelemente 121 und 124 ist mit einem Ende einer ersten U-Phasen-Spule 181 verbunden. Ein Knotenpunkt der paarweise angeordneten V-Phasen-Schaltelemente 122 und 125 ist mit einem Ende einer ersten V-Phasen-Spule 182 verbunden. Ein Knotenpunkt der paarweise angeordneten W-Phasen-Schaltelemente 123 und 126 ist mit einem Ende einer ersten W-Phasen-Spule 183 verbunden. Die anderen Enden der Spulen 181 bis 183 sind miteinander verbunden. Shunt-Widerstände 137 bis 139, die Stromerfassungselemente zum Erfassen von in den Spulen 181 bis 183 fließenden Strömen sind, sind entsprechend auf der Seite niedrigen Potentials der Schaltelemente 124 bis 126 vorgesehen.
Der zweite Inverter 220 weist die gleiche Konfiguration wie der erste Inverter 120 auf. Mit anderen Worten, die Schaltelemente 221 bis 223 sind mit einer Seite hohen Potentials verbunden, um einen oberen Arm H zu bilden. Die Schaltelemente 224 bis 226 sind mit einer Seite niedrigen Potentials verbunden, um einen unteren Arm L zu bilden. Ausgangspunkte der Schaltungen oberen und unteren Arms der jeweiligen UVW-Phasen sind mit den jeweiligen UVW-Phasen-Spulen verbunden. Shunt-Widerstände 237 bis 239, die Stromerfassungselemente zum Erfassen von in den Spulen 281 bis 283 fließenden Strömen sind, sind auf der Seite niedrigen Potentials der Schaltelemente 224 bis 226 vorgesehen.
Die ersten Motorrelais 127 bis 129 befinden sich zwischen dem ersten Inverter 120 und der ersten Wicklung 180 und sind so vorgesehen, dass der erste Inverter 120 und die erste Wicklung 180 voneinander getrennt und miteinander verbunden werden können. Das U-Phasen-Motorrelais 127 ist zwischen dem Knotenpunkt der Schaltelemente 121 und 124 und der U-Phasen-Spule 181 vorgesehen. Das V-Phasen-Motorrelais 128 ist zwischen dem Knotenpunkt der Schaltelemente 122 und 125 und der V-Phasen-Spule 182 vorgesehen. Das W-Phasen-Motorrelais 129 ist zwischen dem Knotenpunkt der Schaltelemente 123 und 126 und der W-Phasen-Spule 183 vorgesehen. Die zweiten Motorrelais 227 bis 229 weisen die gleiche Konfiguration wie die ersten Motorrelais 127 bis 129 auf und sind für die jeweiligen UVW-Phasen vorgesehen.
Die ersten Energieversorgungsrelais 131 und 132 sind derart in Reihe geschaltet, dass Ausrichtungen parasitärer Dioden entgegengesetzt verlaufen, und sind zwischen der ersten Batterie 199 und dem ersten Inverter 120 vorgesehen. Die zweiten Energieversorgungsrelais 231 und 232 sind derart in Reihe geschaltet, dass Ausrichtungen parasitärer Dioden entgegengesetzt verlaufen, und sind zwischen der zweiten Batterie 299 und dem zweiten Inverter 220 vorgesehen. Dadurch wird verhindert, dass ein Strom in einer umgekehrten Richtung fließt, und die ECU 10 geschützt, wenn die Batterien 199 und 299 falsch in umgekehrter Richtung verbunden werden.
Die Treiber-Vorstufe 176 gibt ein Ansteuersignal auf der Grundlage eines Steuersignals des ersten Mikrocomputers 170 aus. Die ersten Schaltelemente 121 bis 126, die ersten Motorrelais 127 bis 129 und die ersten Energieversorgungsrelais 131 und 132 werden gesteuert, um in Übereinstimmung mit dem Ansteuersignal ein- und ausgeschaltet zu werden. Die Treiber-Vorstufe 276 des zweiten Systems L2 funktioniert auf die gleiche Weise wie die Treiber-Vorstufe 176 des ersten Systems L1. Mit anderen Worten, die zweiten Schaltelemente 221 bis 226, die zweiten Motorrelais 227 bis 229 und die zweiten Energieversorgungsrelais 231 und 232 werden durch die Treiber-Vorstufe 276 Ein-/Ausgesteuert. Um eine Verkomplizierung der Zeichnungen zu vermeiden, sind Steuerleitungen zu den Motorrelais und den Energieversorgungsrelais in 3 weggelassen.
Der erste Kondensator 134 ist parallel zum ersten Inverter 120 geschaltet, und der zweite Kondensator 234 ist parallel zum zweiten Inverter 220 geschaltet. Die Kondensatoren 134 und 234 sind beispielsweise aus Aluminium-Elektrolytkondensatoren gebildet. Die erste Spule 135 ist zwischen der ersten Batterie 199 und dem ersten Energieversorgungsrelais 131 vorgesehen, und die zweite Spule 235 ist zwischen der zweiten Batterie 299 und dem zweiten Energieversorgungsrelais 231 vorgesehen.
Der erste Kondensator 134 und die erste Spule 135 sowie der zweite Kondensator 234 und die zweite Spule 235 bilden jeweils eine Filterschaltung. Diese Filterschaltungen reduzieren Rauschen, das von anderen Vorrichtungen übertragen wird, die sich die Batterien 199 und 299 teilen. Darüber hinaus reduzieren die Filterschaltungen das Rauschen, das von der Antriebsvorrichtung 1 zu den anderen Vorrichtungen übertragen wird, die sich die Batterien 199 und 299 teilen. Darüber hinaus speichern die Kondensatoren 134 und 234 elektrische Ladungen und unterstützen damit eine Energieversorgung der Inverter 120 und 220.
Ein Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 verbindet eine erste Systemmasse G1 und eine zweite Systemmasse G2. Ein erster elektromechanischer Verbindungskondensator 142 verbindet die erste Systemmasse G1 und das Gehäuse 830 des Motors 80. Ein zweiter elektromechanischer Verbindungskondensator 242 verbindet die zweite Systemmasse G2 und das Gehäuse 830. Die Kondensatoren 41, 142 und 242 sind beispielsweise aus Keramikkondensatoren aufgebaut.
Die Motorfläche 301 des Substrats 30 ist in 4 gezeigt, und die Abdeckungsfläche 302 ist in 5 gezeigt. Der Beschreibung halber ist die Anordnung der Abdeckungsfläche 302 umgekehrt, und das erste System L1 ist auf einer linken Seite gezeigt, und das zweite System L2 ist auf einer rechten Seite einer Papierebene gezeigt.
Wie in 4 gezeigt, sind die Schaltelemente 121 bis 126 und 221 bis 226 sowie die Shunt-Widerstände 137 bis 139 und 237 bis 239 auf der Motorfläche 301 des Substrats 30 befestigt. Die Motorrelais 127 bis 129 und 227 bis 229 sowie die Energieversorgungsrelais 131, 132, 231 und 232 sind auf der Motorfläche 301 montiert. Ferner sind integrierte ICs 175 und 275 sowie ein Drehwinkelsensor 29 (der einem Sensorelement entspricht) auf der Motorfläche 301 befestigt. Der integrierte IC 175 beinhaltet die Treiber-Vorstufe 176, und der integrierte IC 275 beinhaltet die Treiber-Vorstufe 276. Der Drehwinkelsensor 29 erfasst eine Änderung in einem Magnetfeld durch den auf der Rotationswelle 870 vorgesehenen Magneten 875 und gibt ein Erfassungssignal entsprechend einem Drehwinkel der Rotationswelle 870 aus.
Wie in 5 gezeigt, sind die Kondensatoren 134 und 234 sowie die Spulen 135 und 235 auf der Abdeckungsfläche 302 des Substrats 30 befestigt. Ferner sind der Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41, die elektromechanischen Verbindungskondensatoren 142 und 242 (siehe 3) sowie die Mikrocomputer 170 und 270 auf der Abdeckungsfläche 302 befestigt.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist das Substrat 30 durch einen Schlitz 305 elektrisch in zwei Teile getrennt. Teile, die sich auf das erste System L1 beziehen, sind in einem Bereich auf der Motorfläche 301 und der Abdeckungsfläche 302 montiert. Teile, die sich auf das zweite System L2 beziehen, sind in dem anderen Bereich auf der Motorfläche 301 und der Abdeckungsfläche 302 montiert.
Der Drehwinkelsensor 29 ist in einem Bereich des Substrats 30 angeordnet, der der Öffnung 837a des hinteren Rahmenendes 837 zugewandt ist (entsprechend einem Öffnungsgegenüberliegungsbereich). Der Drehwinkelsensor 29 ist über den Schlitz 305 hinweg auf der Motorfläche 301 montiert. Der Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 ist über den Schlitz 305 hinweg auf der Abdeckungsfläche 302 montiert und verbindet die erste Systemmasse G1 und die zweite Systemmasse G2.
Der erste elektromechanische Verbindungskondensator 142 verbindet das Massemuster P13 des ersten Systems L1 (siehe 5) und das Gehäuseverbindungsmuster 157. Der zweite elektromechanische Verbindungskondensator 242 verbindet das Massemuster P23 des zweiten Systems L2 (siehe 5) und das Gehäuseverbindungsmuster 257. Das Gehäuse 830 ist mit der Fahrzeugmasse verbunden. Mit anderen Worten, die Kondensatoren 41, 142 und 242 sind alle Kondensatoren für eine Verbindung zwischen den Massen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 zwischen den Massen der Energieversorgungsschaltungen der Systeme L1 und L2 eine Verbindung herstellt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Antriebsvorrichtung 1 auf die EPS 8 angewandt, und in kurzer Zeit wird ein großer Strom zugeführt, so dass Schaltrauschen und Rauschen durch Ringing (Überschwingen) erzeugt werden können. Das oben beschriebene Rauschen N kann hauptsächlich in einer Schaltung der ECU 10 erzeugt werden, und das erzeugte Rauschen kann sich über den Verbinder 350 und den Motor 80 zur Fahrzeugseite hin ausbreiten. Folglich werden die Masse des Substrats 30 und das Gehäuse 830 mit Hilfe von Schrauben bzw. Bolzen elektrisch miteinander verbunden, um einen Rauschrückkopplungspfad vom Motor 80 zur ECU 10 zu bilden. Dies führt dazu, dass in der Schaltung der ECU 10 erzeugtes Rauschen zu einer Rauschquelle zurückgeführt wird und die Ausbreitung des Rauschens zur Fahrzeugseite hin verhindert wird.
Wie in 6 gezeigt, wird ein Mehrschicht-Substrat als das Substrat 30 der vorliegenden Ausführungsform verwendet. Mehrere Verdrahtungsschichten, mehrere Isolierschichten 34, Oberflächenresistschichten 37, Durchkontaktierungen und dergleichen sind im Substrat 30 gebildet. In den Verdrahtungsschichten sind leitfähige Verdrahtungen vorgesehen. Die Isolierschicht 34 mit einer Elektroisoliereigenschaft ist zwischen den benachbarten Verdrahtungsschichten angeordnet.
Die Verdrahtungsschichten beinhalten Oberflächenschichten 31 und 32 und Innenschichten 33. Die Oberflächenschichten 31 und 32 sind die äußersten Schichten aller Verdrahtungsschichten. Die Innenschichten 33 sind Schichten, die sich innerhalb der gesamten Verdrahtungsschichten befinden. In einem Beispiel von 6 umfassen die Innenschichten 33 vier Schichten (mehrere Schichten). Die Oberflächenschichten 31 und 32 sind mit Oberflächenresistschichten 37 bedeckt. Die Oberflächenresistschicht 37, die die Oberflächenschicht 31 bedeckt, bildet die Motorfläche 301. Die Oberflächenresistschicht 37, die die Oberflächenschicht 32 bedeckt, bildet die Abdeckungsfläche 302.
Die Durchkontaktierungen beinhalten Durchgangslöcher (nicht gezeigt) und innere Durchkontaktierungen 35a und 36a. Die Durchgangslöcher bzw. Durchgangsbohrungen sind so geformt, dass sie alle Oberflächenschichten 31, 32 und die Innenschichten 33 (alle Verdrahtungsschichten) durchdringen. Die inneren Durchkontaktierungen 35a sind so geformt, dass sie sich über eine der Oberflächenschichten 31 und 32 und eine Innenschicht 33 benachbart zu der einen Oberflächenschicht erstrecken. Die innere Durchkontaktierung 36a ist so geformt, dass sie sich über alle Innenschichten 33 mit Ausnahme der Oberflächenschichten 31 und 32 erstreckt. Die inneren Durchkontaktierungen 35a werden durch Laserbearbeitung gebildet, und die innere Durchkontaktierung 36a wird durch Bohren gebildet.
Innenflächen der Durchgangslöcher und der inneren Durchkontaktierung 36a werden einer Plattierung 36 als leitfähige Elemente unterzogen. Die Plattierung 36 ist zylindrisch geformt, um im Inneren einen Raum zu schaffen. Ein nicht leitfähiges Element (nicht gezeigt) ist im Inneren des Zylinders der inneren Durchkontaktierung 36a „verpackt“. Demgegenüber ist in jeder der inneren Durchkontaktierungen 35a ein leitfähiges Element „vergraben“. Das leitfähige Element weist eine feste bzw. massive Form auf und ist als feste bzw. massive Durchkontaktierung 35 bezeichnet. Die massiven Durchkontaktierungen 35 und die Plattierung 36 verbinden Verdrahtungsmuster, die in beliebigen Verdrahtungsschichten gebildet sind, elektrisch. Konkrete Beispiele für ein Material der Plattierung 36 und der festen bzw. massiven Durchkontaktierungen 35 umfassen Kupfer.
Ein Teil des in der Verdrahtungsschicht gebildeten Verdrahtungsmusters fungiert als eine Verdrahtung zum Verbinden der in 3 gezeigten elektronischen Komponenten. Die Verdrahtungsmuster beinhalten Energieverdrahtungsmuster, die in den Invertern 120 und 220 enthalten sind, und Steuerverdrahtungsmuster P18 und P19, die in der Steuerschaltung enthalten sind. Die Energieverdrahtungsmuster beinhalten die Massemuster P13 und P23 und die Energieversorgungsmuster P11, P12, P21 und P22. Darüber hinaus beinhalten die Energieverdrahtungsmuster in 6 und dergleichen gezeigte Ausgangsmuster P14a und P14b. Die Ausgangsmuster P14a und P14b sind Verdrahtungsmuster zum Verbinden des oberen Arms H, des unteren Arms L und des Motorrelais 127. Diese Muster sind jeweils im ersten System L1 und im zweiten System L2 vorhanden.
(Details zum Massemuster)
Die Massemuster P13 und P23 bilden einen Teil der Massen G1 und G2 und sind elektrisch mit den Masseanschluss-Verbindungsabschnitten 152 und 252 verbunden. Die Massemuster P13 und P23 sind elektrisch mit den elektromechanischen Verbindungskondensatoren 142 und 242 und dem Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 in der Oberflächenschicht 32 auf der Seite der Abdeckungsfläche 302 verbunden. Die jeweiligen Massemuster P13 und P23 sind elektrisch mit niederpotentialseitigen Anschlüssen der Kondensatoren 134 und 234 und der Shunt-Widerstände 137 bis 139 und 237 bis 239 in der Oberflächenschicht 31 auf der Seite der Motorfläche 301 verbunden.
Die in den 4 und 5 gezeigten Massemuster P13 und P23 sind Teile der Massemuster, die in allen der Verdrahtungsschichten vorgesehen sind, und die anderen Massemuster sind in den Zeichnungen weggelassen. Die Massemuster P13 und P23 sind auf der Innenschicht 33 vorgesehen.
Die in verschiedenen Verdrahtungsschichten vorgesehenen Energieverdrahtungsmuster der gleichen Systeme sind durch die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 und die Plattierung 36 miteinander verbunden. Beispielsweise sind, in den 4 und 5, das Massemuster der Oberflächenschicht 31 (nicht gezeigt), das mit den niederpotentialseitigen Anschlüssen der Shunt-Widerstände 137 bis 239 verbunden ist, und die Massemuster P13 und P23 der Innenschichten 33 durch die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 und die Plattierung 36 miteinander verbunden.
Wie in 6 gezeigt, sind die Massemuster P13b der Innenschichten 33 und das auf der Oberflächenschicht 32 vorgesehene Massemuster P13a durch die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 miteinander verbunden. Die Energieversorgungsmuster P12a der Innenschichten 33 und das Energieversorgungsmuster P12b auf der Oberflächenschicht 32 sind über die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 miteinander verbunden. Die massiven Durchkontaktierungen 35 sind so angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung aus einer Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche nicht mit Anschlussflächen 30L überlappen, die auf der Oberflächenschicht 32 gebildet sind. Mit anderen Worten, die massiven Durchkontaktierungen 35 sind so angeordnet, dass sie in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche außerhalb der Anschlussflächen 30L liegen. Die oben beschriebenen massiven Durchkontaktierungen 35 sind als massive Anschlussflächen-Außen-Durchkontaktierungen 352 (entsprechend leitfähigen Anschlussflächen-Außen-Elementen) bezeichnet. Die Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche entspricht einer Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche eines Substrats.
Die Plattierung 36 der inneren Durchkontaktierung 36a, die mit den massiven Anschlussflächen-Außen-Durchkontaktierungen 352 verbunden ist und die Innenschichten 33 miteinander verbindet, ist auch als eine Innenschicht-Durchkontaktierung bezeichnet. Die Innenschicht-Durchkontaktierung, die unter den Innenschicht-Durchkontaktierungen mit der massiven Anschlussflächen-Außen-Durchkontaktierung 352 verbunden ist, ist so angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit den Anschlussflächen 30L überlappt (siehe 6).
Das Massemuster P13 des ersten Systems L1 ist so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche des Substrats 30 (entsprechend einer Plattenoberflächennormalen) die Gesamtheit der Energieversorgungsrelais 131 und 132, der Schaltelemente 121 bis 126 und der Shunt-Widerstände 137 bis 139 umfasst. In gleicher Weise ist das Massemuster P23 des zweiten Systems L2 so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit der Energieversorgungsrelais 231 und 232, der Schaltelemente 221 bis 226 und der Shunt-Widerstände 237 bis 239 umfasst. Mit anderen Worten, alle der Komponenten, wie beispielsweise die Energieversorgungsrelais 231 und 232, die Schaltelemente 221 bis 226 und die Shunt-Widerstände 237 bis 239, sind bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit den Massemustern P13 und P23 überlappt.
Die Spulen 135 und 235 sowie die Kondensatoren 134 und 234, die auf der Abdeckungsfläche 302 vorgesehen sind, sind bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche ebenfalls vollständig mit den Massemustern P13 und P23 überlappt. Die mit den Massemustern P13 und P23 überlappte Gruppe von Komponenten unter den auf den Oberflächenschichten 31 und 32 vorgesehenen Komponenten ist als Massemusterüberlappungskomponenten bezeichnet. Die massiven Durchkontaktierungen 35, die mit der Massemusterüberlappungskomponente verbunden sind, sind ebenso mit den Massemustern P13 und P23 überlappt. Beispielsweise sind, wie in den 4 und 5 gezeigt, die mit den Shunt-Widerständen 237 bis 239 verbundenen massiven Durchkontaktierungen 35 und die mit dem Energieversorgungsrelais 131 verbundenen massiven Durchkontaktierungen 35 bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche ebenso vollständig mit den Massemustern P13 und P23 überlappt.
(Details zum Energieversorgungsmuster)
Die Energieversorgungsmuster P11 bis P22 sind zum Bereitstellen elektrischer Energie mit der Seite hohen Potentials der Inverter 120 und 220 verbunden. Die Energieversorgungsmuster P11 bis P22 der jeweiligen Systeme sind elektrisch mit den hochpotentialseitigen Anschlüssen der Kondensatoren 134 und 234 und den Energieversorgungsrelais 132 und 232 in der Oberflächenschicht 31 auf der Seite der Motorfläche 301 verbunden. Die Energieversorgungsmuster P11 bis P22 der jeweiligen Systeme sind elektrisch mit den hochpotentialseitigen Anschlüssen der Schaltelemente 121 bis 123 und 221 bis 223 verbunden.
Die in den 4 und 5 gezeigten Energieversorgungsmuster P11 bis P22 sind ein Teil der Energieversorgungsmuster, die in jeder von allen der Verdrahtungsschichten vorgesehen sind; andere Energieversorgungsmuster sind in den Zeichnungen weggelassen. Die abgebildeten Energieversorgungsmuster P11 und P21 sind auf der Oberflächenschicht 32 auf der Seite der Abdeckungsfläche 302 vorgesehen. Die abgebildeten Energieversorgungsmuster P12 und P22 sind auf der Oberflächenschicht 31 auf der Seite der Motorfläche 301 vorgesehen.
Die in verschiedenen Verdrahtungsschichten vorgesehenen Energieversorgungsmuster der gleichen Systeme sind durch die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 und die Plattierung 36 miteinander verbunden. Beispielsweise sind, in den 4 und 5, die Energieversorgungsmuster P12 und P22 der Oberflächenschicht 31, mit denen die ersten Energieversorgungsrelais 131 und 231 verbunden sind, und die Energieversorgungsmuster P11 und P21 der Oberflächenschicht 32 über die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 und die Plattierung 36 miteinander verbunden.
Das Energieversorgungsmuster P11 des ersten Systems L1, das auf der Oberflächenschicht 32 vorgesehen ist, ist so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit des Energieversorgungsanschluss-Verbindungsabschnitts 151 und der Spule 135 umfasst. Das Energieversorgungsmuster P21 des zweiten Systems L2, das auf der Oberflächenschicht 32 vorgesehen ist, ist in gleicher Weise so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit des Energieversorgungsanschluss-Verbindungsabschnitts 251 und der Spule 235 umfasst. Mit anderen Worten, die Gesamtheit der Energieversorgungsanschluss-Verbindungsabschnitte 151 und 251 und der Spulen 135 und 235 ist bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit den Energieversorgungsmustern P11 und P21 überlappt.
Das Energieversorgungsmuster P12 des ersten Systems L1, das auf der Oberflächenschicht 31 vorgesehen ist, ist so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit der Schaltelemente 121 bis 123 und der Energieversorgungsrelais 131 und 132 umfasst. Auf die gleiche Weise ist das Energieversorgungsmuster P22 des zweiten Systems L2, das auf der Oberflächenschicht 31 vorgesehen ist, so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit der Schaltelemente 221 bis 223 und der Energieversorgungsrelais 231 und 232 umfasst. Mit anderen Worten, die Schaltelemente 121 bis 223 und die Energieversorgungsrelais 131 bis 232 sind bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche vollständig mit den Energieversorgungsmustern P12 und P22 überlappt.
Von den Komponenten auf der Oberflächenschicht 31 ist die mit den Energieversorgungsmustern P12 und P22 überlappte Komponentengruppe als Energieversorgungsmuster-Überlappungskomponenten bezeichnet. Die mit den Energieversorgungsmuster-Überlappungskomponenten verbundenen massiven Durchkontaktierungen 35 sind ebenso mit den Energieversorgungsmustern P12 und P22 überlappt. Beispielsweise sind, wie in den 4 und 5 gezeigt, die mit den Energieversorgungsrelais 131 und 231 verbundenen massiven Durchkontaktierungen 35 bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche ebenso mit den Energieversorgungsmustern P11 bis P22 überlappt.
Das Massemuster P13 des ersten Systems L1 ist so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit der Energieversorgungsmuster P11 und P12 des ersten Systems L1 umfasst. In gleicher Weise ist das Massemuster P23 des zweiten Systems L2 so geformt, dass es bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche die Gesamtheit der Energieversorgungsmuster P21 und P22 des zweiten Systems L2 umfasst. Mit anderen Worten, die Gesamtheit der Energieversorgungsmuster P11 bis P22 ist bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit den Massemustern P13 und P23 überlappt.
Der Drehwinkelsensor 29 ist in einem Bereich des Substrats 30 angeordnet, der der Öffnung 837a zugewandt ist, durch die die Rotationswelle 870 eingefügt und angeordnet wird. Dieser Bereich entspricht einem Öffnungsgegenüberliegungsbereich. Das Energieversorgungsmuster und das Massemuster sind an Positionen angeordnet, die sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche nicht mit dem Drehwinkelsensor 29 überlappen.
(Anordnung von massiver Durchkontaktierung)
Die mehreren massiven Durchkontaktierungen 35 beinhalten diejenigen, die bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche außerhalb der Schaltelemente 121 bis 126 und 221 bis 226 angeordnet sind. Die oben beschriebenen massiven Durchkontaktierungen 35 sind als die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 bezeichnet. Die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 entsprechen leitfähigen Außen-Elementen. Die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 verbinden die Energieverdrahtungsmuster der Oberflächenschichten 31 und 32, auf denen die Schaltelemente montiert sind, und die Energieverdrahtungsmuster der Innenschicht 33, die sich neben den Energieverdrahtungsmustern befinden.
Im Beispiel von 6 sind das Ausgangsmuster P14a, das auf der Oberflächenschicht 33 gebildet ist, auf der die Schaltelemente 121 und 124 montiert sind, und das Ausgangsmuster P14b, das auf der benachbarten Innenschicht 33 gebildet ist, über die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 miteinander verbunden. Die Schaltelemente 121 und 124 entsprechen Energie- bzw. Leistungselementen.
Wie in 7 gezeigt, weisen die Schaltelemente 121 und 124 bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche eine rechteckige Form auf. Die mehreren massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 sind nebeneinander entlang der obigen rechteckigen Umrisslinie ausgerichtet. Die mehreren massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 sind ringförmig angeordnet, um die Schaltelemente 121 und 124 zu umgeben. Im Beispiel von 7 sind die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 in einer Reihe in einer rechteckigen Form um die Schaltelemente 121 und 124 angeordnet, und die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 sind in einer Reihe in einer rechteckigen Form weiter außen als die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 angeordnet. Mit anderen Worten, um die Schaltelemente 121 und 124 herum sind zwei Reihen von massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 vorgesehen.
Ein Abstand zwischen der massiven Außen-Durchkontaktierung 351 einer ersten Reihe und den Schaltelementen 121 und 124 ist kleiner als der maximale Durchmesser der massiven Außen-Durchkontaktierungen 351. Ein Abstand zwischen der massiven Außen-Durchkontaktierung 351 der ersten Reihe und der massiven Außen-Durchkontaktierung 351 einer zweiten Reihe ist kleiner als der maximale Durchmesser der massiven Außen-Durchkontaktierungen 351. Die durch die massive Außen-Durchkontaktierung 351 verbundenen Ausgangsmuster P14a und P14b verbinden das Schaltelement 121 des oberen Arms und das Schaltelement 124 des unteren Arms.
Bei der Verdrahtung der Energieverdrahtungsmuster P11 bis P23 sowie P12a, P12b, P13a, P13b, P14a und P14b kann es wünschenswert sein, die Dicke der Verdrahtung zu erhöhen, um die Impedanz zu senken und so die durch einen großen Strom verursachte Wärmeentwicklung zu reduzieren. Wenn die Verdrahtung jedoch verdickt wird, können eine Verdrahtungsbreite und ein Verdrahtungsabstand aufgrund einer Beschränkung bei der Substratherstellung groß werden, so dass keine feine Verdrahtung gebildet werden kann. Aus diesem Grund kann es ungeeignet sein, die Steuerverdrahtungsmuster P12a und P12b, die Layouts hoher Dichte erfordern, zu verdrahten. Folglich werden, wenn sowohl die Energiewandlungsschaltung als auch die Steuerschaltung auf demselben Substrat vorgesehen werden, um eine Verkleinerung zu erreichen, das Energieverdrahtungsmuster und das Steuerverdrahtungsmuster auf demselben Substrat gemischt. Daher kann sowohl eine Verringerung der Impedanz als auch eine Verkleinerung der Verdrahtung erforderlich sein.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Mehrschicht-Substrat als das Substrat 30 verwendet, auf dem sowohl die Energieverdrahtungsmuster P11 bis P23, P12a, P12b, P13a, P13b, P14a und P14b als auch die Steuerverdrahtungsmuster P18 und P19 vorgesehen sind. Die Energieverdrahtungsmuster, die in verschiedenen Schichten des Mehrschicht-Substrats angeordnet sind, sind durch massive leitfähige Elemente, die in den Durchkontaktierungen 35a vorgesehen sind, elektrisch miteinander verbunden. Die massiven Durchkontaktierungen 35 entsprechen einem massiven leitfähigen Element.
Dadurch ist es möglich, das Energieverdrahtungsmuster mehrerer Schichten mit einer Impedanz zu versehen, die der Impedanz von nur einer (einzigen) Schicht dicker Verdrahtung entspricht. Ferner kann, da die Durchkontaktierungen als die massiven Durchkontaktierungen 35 gebildet sind, die Impedanz im Vergleich zum Fall der folienartigen Durchkontaktierung weiter reduziert werden. Mit anderen Worten, die Impedanz kann gesenkt werden, ohne dass das Energieverdrahtungsmuster verdickt wird, und die Wärmeentwicklung, die durch einen großen Strom verursacht wird, der durch das Energieverdrahtungsmuster fließt, kann reduziert werden. Ferner können, da eine Verdickung des Energieverdrahtungsmusters verhindert werden kann, die Verdrahtungsbreiten und Verdrahtungsabstände der Steuerverdrahtungsmuster P18 und P19 reduziert werden, so dass eine feine Verdrahtung erzielbar ist.
Weiterhin sind, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in der Energiewandlungsschaltung enthaltenen Schaltelemente 121 und 124 (entsprechend Leistungselementen) auf den Oberflächenschichten 31 und 32 des Mehrschicht-Substrats montiert. Die massiven Durchkontaktierungen 35 beinhalten die mehreren massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 (entsprechend leitfähigen Außen-Elementen), die bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche außerhalb des Leistungselements angeordnet sind und die nebeneinander entlang der Umrisslinie des Leistungselements angeordnet sind. Gemäß der obigen Konfiguration kann, da die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 in einem Pfad des durch das Leistungselement fließenden Stroms positioniert sind, der Impedanzreduzierungseffekt erzielt werden.
Ferner sind, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die mehreren massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 ringförmig angeordnet, um das Leistungselement zu umgeben. Aus diesem Grund wird der Impedanzreduzierungseffekt hervorgebracht. Darüber hinaus kann im Leistungselement erzeugte Wärme sofort vom Leistungselement an die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 abgeleitet und gespeichert werden. Im Fall der EPS 8 fließt beispielsweise unverzüglich ein großer Strom, so dass das Leistungselement unverzüglich eine hohe Temperatur erreichen kann. Die Wärme wird unverzüglich in den massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 gespeichert, so dass das Leistungselement daran gehindert werden kann, eine hohe Temperatur zu erreichen. Selbst wenn das Wärmeabstrahlungselement vorhanden ist, ist die Wärmemenge, die vom Leistungselement sofort auf das Wärmeabstrahlungselement übertragen werden kann, begrenzt. Auch im obigen Fall werden die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351 dazu veranlasst, als Wärmestrahlungspuffer zu fungieren, so dass ein Temperaturanstieg des Leistungselements verhindert werden kann.
Ferner versorgt in der vorliegenden Ausführungsform die Schaltung zum Wandeln elektrischer Energie den Motor 80 der EPS 8 zum Hervorbringen einer Lenkkraft des Fahrzeugs mit elektrischer Energie. Da der Motor 80 für die EPS 8 eine Eigenschaft dahingehend aufweist, dass ein großer Strom augenblicklich fließt, wird der Impedanzreduzierungseffekt hervorgebracht.
Weiterhin sind, in der vorliegenden Ausführungsform, die Innenschicht-Durchkontaktierungen, die mit den massiven Anschlussflächen-Außen-Durchkontaktierungen 352 (entsprechend leitfähigen Anschlussflächen-Außen-Elementen) verbunden sind, unter den Innenschicht-Durchkontaktierungen, die die Innenschichten 33 des Mehrschicht-Substrats miteinander verbinden, so angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche nicht mit den Anschlussflächen 30L überlappen. Gemäß der obigen Konfiguration kann, da die massiven Durchkontaktierungen 35 außerhalb der Anschlussflächen 30L angeordnet werden können, die Möglichkeit verringert werden, dass die Wärme der Laserbearbeitung die Anschlussflächen 30L beschädigt, wenn die massiven Durchkontaktierungen 35 mit einem Laser erzeugt werden.
(Zweite Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform beinhalten die massiven Durchkontaktierungen 35 die massiven Anschlussflächen-Außen-Durchkontaktierungen 352 (entsprechend leitfähigen Anschlussflächen-Außen-Elementen), die so angeordnet sind, dass sie sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche nicht mit den Anschlussflächen 30L überlappen. In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 8 gezeigt, massive Anschlussflächen-Innen-Durchkontaktierungen 354 (entsprechend leitfähigen Anschlussflächen-Innen-Elementen) so angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit Anschlussflächen 30L überlappen. Die in 8 gezeigten Anschlussflächen 30L sind auf einer Oberflächenschicht 32 eines Substrats 30 gebildet und mit einem Kondensator 134 verbunden. Die Anschlussflächen 30L sind so geformt, dass sie sich in einer Richtung senkrecht zur Ebene von 8 erstrecken, und die mehreren massiven Anschlussflächen-Innen-Durchkontaktierungen 354 sind in der Richtung senkrecht zur Blattebene entlang der Form der Anschlussflächen 30L angeordnet.
Gemäß der obigen Konfiguration sind die massiven Anschlussflächen-Innen-Durchkontaktierungen 354 so angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit den Anschlussflächen 30L überlappen. Aus diesem Grund kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem die massiven Durchkontaktierungen 35 um die Anschlussflächen 30L herum angeordnet sind, ein Raum zum Anordnen der Verdrahtungsmuster und Komponenten um die Anschlussflächen 30L herum leicht gesichert werden.
(Dritte Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine ECU 10, wie in 9 gezeigt, ein metallisches Wärmeabstrahlungselement 850 und ein Gel 851. Das Gel 851 entspricht einem Deformationswärmeübertragungsmaterial. Das Wärmeabstrahlungselement 850 kann ein luftgekühlter Wärmetauscher sein, der Wärme mit einer Luft um ein Substrat 30 herum austauscht, oder ein wassergekühlter Wärmetauscher, der Wärme mit einem zirkulierenden Kühlwasser austauscht.
Das Gel 851 ist in einem verformten Zustand zwischen einer Oberfläche eines Leistungselements oder des Substrats 30 und dem Wärmeabstrahlungselement 850 angeordnet. Das Gel 851 ist in engen Kontakt mit dem Leistungselement, dem Substrat 30 und dem Wärmeabstrahlungselement 850 gebracht. Obwohl es sich bei der obigen Verformung um eine plastische Verformung handelt, kann anstelle des Gels 851 ein Deformationswärmeübertragungsmaterial verwendet werden, das sich elastisch verformt und in engen Kontakt mit den obigen Elementen gebracht wird. Wenn das Gel 851 auf diese Weise mit den oben genannten Elementen in Kontakt gebracht wird, wird die Wärme des Leistungselements und des Substrats 30 durch das Gel 851 auf das Wärmeabstrahlungselement 850 übertragen und an die Luft und das Kühlwasser abgestrahlt.
Massive Durchkontaktierungen 35 beinhalten feste Durchkontaktierungen 353, die so angeordnet sind, dass sie sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche mit einem Bereich des Substrats 30 überlappen, mit dem das Gel 851 in engen Kontakt gebracht ist. Die oben beschriebenen massiven Durchkontaktierungen 35 sind als massive Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353 bezeichnet. Massive Außen-Durchkontaktierungen 351, die um das Leistungselement herum angeordnet sind, fungieren ebenso als massive Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen. Die massiven Durchkontaktierungen 35 entsprechen leitfähigen Elementen. Die massiven Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353 entsprechen leitfähigen Wärmeabstrahlungselementen.
In den Beispielen der 9 und 10 entspricht ein Bereich des Substrats 30 zwischen den beiden Schaltelementen 121 und 124 einem Bereich, mit dem das Gel 851 in engen Kontakt gebracht ist. Mehr als die Hälfte des Bereichs wird von den massiven Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353 eingenommen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die mehreren massiven Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353, wie vorstehend beschrieben, in dem Bereich vorgesehen, mit dem das Gel 851 in engen Kontakt gebracht ist. Diese massiven Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353 sind in der Wärmeleitfähigkeit der Isolierschicht 34 überlegen. Aus diesem Grund wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Wärme der in den Innenschichten 33 befindlichen Energieverdrahtungsmuster, wie beispielsweise des Ausgangsmusters P14b, durch die massiven Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353 leicht auf das Gel 851 übertragen. Dadurch kann die Wärmeabstrahlung der in der Innenschicht 33 befindlichen Energieverdrahtungsmuster und damit auch die Wärmeabstrahlung des Substrats 30 verbessert werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Obgleich vorstehend mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, sind nicht nur die Kombinationen der Konfigurationen, die in der Beschreibung jeder Ausführungsform explizit gezeigt sind, sondern ebenso die Konfigurationen mehrerer Ausführungsformen teilweise kombinierbar, auch wenn die Kombination nicht explizit gezeigt ist, insbesondere wenn die Kombination kein Problem mit sich bringt. Nicht spezifizierte Kombinationen der Konfigurationen, die in den mehreren Ausführungsformen und Modifikationsbeispielen beschrieben sind, sind ebenso in der folgenden Beschreibung offenbart.
In jeder der obigen Ausführungsformen verbinden die massiven Durchkontaktierungen 35 die Energieverdrahtungsmuster, die in den benachbarten Schichten angeordnet sind, können aber auch die Energieverdrahtungsmuster in den entfernten Schichten verbinden. Die massiven Außen-Durchkontaktierungen 351, alle der massiven Anschlussflächen-Außen-Durchkontaktierungen 352, die massive Wärmeabstrahlungs-Durchkontaktierungen 353 und die massiven Anschlussflächen-Innen-Durchkontaktierungen 354 gemäß den obigen Ausführungsformen können im Substrat 30 gebildet sein. Mindestens eine dieser massiven Durchkontaktierungen kann vorgesehen sein. Alternativ können die massiven Durchkontaktierungen 35, die keiner dieser massiven Durchkontaktierungen entsprechen, vorgesehen sein, und die anderen massiven Durchkontaktierungen können eliminiert sein.
In der Ausführungsform von 8 sind sowohl das Energieversorgungsmuster als auch das Massemuster an Positionen angeordnet, die sich bei Betrachtung aus der Richtung senkrecht zur Plattenoberfläche nicht mit dem Drehwinkelsensor 29 überlappen. Demgegenüber kann sich wenigstens entweder das Energieversorgungsmuster oder das Massemuster mit dem Drehwinkelsensor 29 überlappen.
Im Beispiel von 2 ist die Öffnung 837a im hinteren Rahmenende 837 vorgesehen, und die Rotationswelle 870 wird durch die Öffnung 837a eingefügt. Der an der Spitze der Rotationswelle 870 angebrachte Magnet 875 ist über die Öffnung 837a exponiert und dem Drehwinkelsensor 29 zugewandt. Demgegenüber kann die Öffnung 837a eliminiert sein, und ein Teil des hinteren Rahmenendes 837 kann zwischen dem Drehwinkelsensor 29 und dem Magneten 875 eingefügt sein. Aber auch in diesem Fall ist es wünschenswert, den Drehwinkelsensor 29 auf der Mittellinie Ax der Rotationswelle 870 anzuordnen.
In der Ausführungsform von 1 beinhaltet die Energiewandlungsvorrichtung den Motor 80 für die EPS 8 als ein Energieversorgungsziel. Demgegenüber kann ein anderer Motor, wie beispielsweise ein Motor zum Fahren des Fahrzeugs, ein Energieversorgungsziel sein. In der ersten Ausführungsform wird eine die Inverter 120 und 220 bildende Schaltung auf die auf dem Substrat 30 vorgesehene Energiewandlungsschaltung angewandt, aber es kann ebenso eine Verstärkerschaltung (Boosting-Schaltung) angewandt werden.
In der Ausführungsform von 3 sind die das erste System L1 bildenden Komponenten und die das zweite System L2 bildenden Komponenten in der Antriebsvorrichtung 1 auf nur einem (einzigen) Substrat 30 montiert. Demgegenüber können diese Komponenten separat auf den mehreren Substraten montiert sein. Die Komponenten, die das erste System L1 bilden, beinhalten den ersten Inverter 120, die ersten Motorrelais 127 bis 129, die ersten Energieversorgungsrelais 131 und 132, den ersten Kondensator 134, die erste Spule 135 und dergleichen. Die Komponenten, die das zweite System L2 bilden, beinhalten den zweiten Inverter 220, die zweiten Motorrelais 227 bis 229, die zweiten Energieversorgungsrelais 231 und 232, den zweiten Kondensator 234 und die zweite Spule 235.
In der Ausführungsform von 3 sind die Schaltelemente 121 bis 126, die Motorrelais 127 bis 129 und die Energieversorgungsrelais 131, 132 alle MOSFETs. Demgegenüber können ein IGBT, ein Thyristor oder dergleichen verwendet werden. Die Energieversorgungsrelais 131 und 132 können mechanische Relais sein. Das zweite System L2 kann gleich dem ersten System L1 einen IGBT, einen Thyristor oder ein mechanisches Relais anstelle des MOS-FET aufweisen.
Obwohl die in 3 gezeigte Ausführungsform einen Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 aufweist, kann der Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 eliminiert (weggelassen) sein. Obwohl die in 3 gezeigte Ausführungsform elektromechanische Verbindungskondensatoren 142 und 242 beinhaltet, können diese elektromechanischen Verbindungskondensatoren 142 und 242 eliminiert sein. In diesem Fall kann weggelassen sein, dass das Massemuster für jedes System oder das Energieversorgungsmuster für jedes System in jedem durch den Schlitz 305 getrennten Bereich unterteilt und angeordnet ist.
Der Zwischen-System-Masseverbindungskondensator 41 ist auf dem Substrat 30 montiert und verbindet die Masse jedes Systems elektrisch. Dadurch ist es möglich, einen Pfad zum Zurückführen des über die Motorwicklungen 180 und 280 und dergleichen auf die andere Systemseite ausgebreiteten Rauschens zum Host-System auf dem Substrat 30 zu bilden. Die elektromechanischen Verbindungskondensatoren 142 und 242 verbinden die Gehäuseverbindungsmuster 156, 157, 256 und 257 mit dem Massemuster des Substrats 30. Dadurch ist es möglich, einen niederohmigen Pfad zum Zurückführen des auf die Seite des Motors 80 gewanderten Rauschens zur ECU 10 einschließlich der Inverter 120 und 220 zu bilden. Dadurch kann die Ausbreitung von Rauschen nach außen der Antriebsvorrichtung 1, wie beispielsweise auf ein Fahrzeug, reduziert werden.
In der ersten Ausführungsform sind die Energiewandlungsschaltung und die Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs der Energiewandlungsschaltung auf einem gemeinsamen Substrat 30 vorgesehen. Die Energiewandlungsschaltung wird durch die Inverter 120 und 220 gebildet, und die Steuerschaltung wird durch die Mikrocomputer 170 und 270 und die Treiber-Vorstufen 176 und 276 gebildet. Sowohl das Energieverdrahtungsmuster der Energiewandlungsschaltung als auch das Steuerverdrahtungsmuster (nicht gezeigt) der Steuerschaltung sind auf dem Substrat 30 gebildet. Konkrete Beispiele für die Energieverdrahtungsmuster umfassen die Massemuster P13 und P23, die Energieversorgungsmuster P11 und P21 und dergleichen. Alternativ können die Energiewandlungsschaltung und die Steuerschaltung auf separaten Substraten vorgesehen sein. Das Substrat 30, auf dem die massiven Durchkontaktierungen 35 vorgesehen sind, weist jedoch mindestens einen Teil der Energieverdrahtungsmuster und mindestens einen Teil der Steuerverdrahtungsmuster auf.
In der ersten Ausführungsform ist eine Steuerschaltung für jede der Energiewandlungsschaltungen der beiden Systeme vorgesehen, wobei die Steuerschaltung ebenso in zwei Systemen konfiguriert ist. Demgegenüber kann eine Steuerschaltung für jede der Energiewandlungsschaltungen der beiden Systeme gemeinsam sein, und die Steuerschaltung kann als nur ein (einziges) System konfiguriert sein. Darüber hinaus können alle der Schaltungen einschließlich der Energiewandlungsschaltung als ein System konfiguriert sein.
Der Inverter 120 entspricht einer Energiewandlungsvorrichtung. Der Inverter 220 entspricht einer Energiewandlungsvorrichtung. Die Mikrocomputer 170 und 270, die Treiber-Vorstufe 176 und die Treiber-Vorstufe 276 entsprechen einer Steuerschaltung. Das Substrat 30 entspricht einem Mehrschicht-Substrat. Die massive Durchkontaktierung 35 entspricht einem leitfähigen Element. Die massive Außen-Durchkontaktierung 351 entspricht einem leitfähigen Außen-Element. Die massive Wärmestrahlungsdurchkontaktierung 353 entspricht einem leitfähigen Wärmeabstrahlungselement. Die massive Anschlussflächen-Innen-Durchkontaktierung 354 entspricht einem leitfähigen Anschlussflächen-Innen-Element. Die innere Durchkontaktierung 35a entspricht einer Durchkontaktierung. Jedes der Schaltelemente 121 und 124 entspricht einem Leistungselement.
Obgleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen, Konfigurationen und Aspekte einer Energiewandlungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung beispielhaft beschrieben sind, sind die Ausführungsformen, Konfigurationen und Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Beispielsweise fallen Ausführungsformen, Konfigurationen und Aspekte, die sich aus einer geeigneten Kombination technischer Elemente ergeben, die in verschiedenen Ausführungsformen, Konfigurationen und Aspekten offenbart sind, ebenso in den Umfang der Ausführungsformen, Konfigurationen und Aspekte der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Energiewandlungsvorrichtung, aufweisend: - eine Energiewandlungsschaltung (120, 220), die konfiguriert ist, um eine zugeführte elektrische Energie zu wandeln, um die gewandelte Energie auszugeben; - eine Steuerschaltung (170, 176, 270, 276), die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Energiewandlungsschaltung zu steuern; - ein Mehrschicht-Substrat (30), das verschiedene Schichten aufweist, wobei Energieverdrahtungsmuster (P11, P12, P13, P21, P22, P23) der Energiewandlungsschaltung und ein Steuerverdrahtungsmuster (P18, P19) der Steuerschaltung auf dem Mehrschicht-Substrat angeordnet sind, wobei die Energieverdrahtungsmuster in verschiedenen Schichten des Mehrschicht-Substrats angeordnet sind; - eine Durchkontaktierung (35a), die sich über die Energieverdrahtungsmuster in den verschiedenen Schichten erstreckt; und - ein massiv geformtes leitfähiges Element (35, 352, 353, 354), das in der Durchkontaktierung vorgesehen ist, um die jeweiligen Energieverdrahtungsmuster elektrisch miteinander zu verbinden.
Energiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei - die Energiewandlungsschaltung ein Leistungselement (121, 124) aufweist; - das Leistungselement auf einer Oberflächenschicht (31, 32) des Mehrschicht-Substrats montiert ist; und - das leitfähige Element mehrere leitfähige Außen-Elemente (351) beinhaltet, die in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche des Mehrschicht-Substrats außerhalb des Leistungselements und entlang einer Umrisslinie des Leistungselements angeordnet sind.
Energiewandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die leitfähigen Außen-Elemente ringförmig, das Leistungselement umgebend angeordnet sind.
Energiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei - das leitfähige Element ein leitfähiges Anschlussflächen-Innen-Element (354) beinhaltet; und - das leitfähige Anschlussflächen-Innen-Element angeordnet ist, um sich in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche des Mehrschicht-Substrats mit einer Anschlussfläche (30) zu überlappen, die auf einer Oberflächenschicht (31, 32) des Mehrschicht-Substrats vorgesehen ist, und mit der Anschlussfläche verbunden ist.
Energiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei - das leitfähige Element ein leitfähiges Anschlussflächen-Außen-Element (352) beinhaltet; - das leitfähige Anschlussflächen-Außen-Element angeordnet ist, um sich in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche des Mehrschicht-Substrats außerhalb einer Anschlussfläche (30L) zu befinden, die auf einer Oberflächenschicht (31, 32) des Mehrschicht-Substrats angeordnet ist, und mit der Anschlussfläche verbunden ist; - die Energiewandlungsvorrichtung ferner eine Innenschicht-Durchkontaktierung (36a) aufweist, die Innenschichten des Mehrschicht-Substrats miteinander verbindet; und - von den Innenschicht-Durchkontaktierungen (36a) eine bestimmte Innenschicht-Durchkontaktierung, die mit dem leitfähigen Anschlussflächen-Außen-Element verbunden ist, angeordnet ist, um sich in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche des Mehrschicht-Substrats mit der Anschlussfläche zu überlappen.
Energiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: - ein Deformationswärmeübertragungsmaterial (851), das verformt ist und an einem Leistungselement (121, 124) der Energiewandlungsschaltung haftet, und verformt ist und an dem Mehrschicht-Substrat haftet, wobei - das leitfähige Element ein leitfähiges Wärmeabstrahlungselement (353) beinhaltet, das angeordnet ist, um sich in einer Richtung senkrecht zu einer Plattenoberfläche des Mehrschicht-Substrats mit einem Bereich des Mehrschicht-Substrats zu überlappen, an dem das Deformationswärmeübertragungsmaterial haftet.
Energiewandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Energiewandlungsschaltung einen Motor (80), der eine Lenkkraft des Fahrzeugs ausübt, mit elektrischer Energie versorgt.