DE102020214220A1 - Housing arrangement, power converter, motor vehicle and method for producing a housing arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung (4) für ein Leistungsmodul, insbesondere für ein Leistungsmodul eines Stromrichters (3), mit einem Gehäuseabschnitt (16) und einem Stecker (10, 26) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch den Gehäuseabschnitt (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (10, 26) zumindest teilweise als Spritzgussteil ausgebildet ist.Daneben betrifft die Erfindung einen Stromrichter.Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäuseanordnung.The invention relates to a housing arrangement (4) for a power module, in particular for a power module of a power converter (3), with a housing section (16) and a plug (10, 26) for establishing an electrical connection through the housing section (16), characterized that the plug (10, 26) is at least partially designed as an injection molded part. The invention also relates to a power converter. The invention also relates to a motor vehicle. The invention also relates to a method for producing a housing arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung für ein Leistungsmodul, insbesondere ein Leistungsmodul eines Stromrichters, mit einem Gehäuseabschnitt und einem Stecker zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch den Gehäuseabschnitt.The invention relates to a housing arrangement for a power module, in particular a power module of a power converter, with a housing section and a plug for establishing an electrical connection through the housing section.
Stromrichter, auch Inverter genannt, benötigen ein Leistungsmodul, damit der aus einer Batterie stammende Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird. Zum Verbinden mit Signalleitungen oder Stromleitungen ist es bekannt, im Gehäuse Stecker vorzusehen. Diese Stecker dienen der lösbaren Verbindung mit Signalleitungen oder Stromleitungen.Power converters, also known as inverters, require a power module to convert the direct current from a battery into alternating current. To connect to signal lines or power lines, it is known to provide plugs in the housing. These plugs are used for detachable connection to signal lines or power lines.
Dabei besteht das Problem, die Stecker flüssigkeitsdicht am Gehäuse zu befestigen. Üblicherweise werden die Stecker am Gehäuse festgeschraubt und die Übergangsstellen mit Dichtungen abgedichtet. Dabei kommen mehrere Schrauben und mehrere Dichtungen zum Einsatz.There is the problem of attaching the connector to the housing in a liquid-tight manner. The plugs are usually screwed to the housing and the transition points are sealed with seals. Several screws and several seals are used.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gehäuseanordnung anzugeben, die einfacher in der Herstellung ist.Proceeding from this, it is the object of the present invention to specify a housing arrangement which is simpler to produce.
Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass der Stecker einen erstes Steckerteil und ein zweites Steckerteil aufweist, wobei das zweite Steckerteil als Spritzgussteil ausgebildet ist.To solve this problem, it is proposed that the connector has a first connector part and a second connector part, with the second connector part being designed as an injection molded part.
Durch das Spritzgießen kann erreicht werden, dass der Stecker fest mit dem Gehäuse verbunden ist und das Gehäuse dabei gleichzeitig abgedichtet ist. Es können zwar zur Sicherheit noch Schrauben vorgesehen sein. Bevorzugt ist aber, dass der Stecker schraubenfrei und kleberfrei am Gehäuse befestigt ist. Insbesondere kann der Stecker ausschließlich mittels Spritzguss am Gehäuse befestigt sein.The injection molding can ensure that the connector is firmly connected to the housing and the housing is sealed at the same time. Although it can still be provided for security screws. However, it is preferred that the connector is attached to the housing without screws or adhesive. In particular, the plug can be attached to the housing exclusively by means of injection molding.
Der Gehäuseabschnitt kann dabei lediglich eine Art Rahmen darstellen. Dann kann der Spritzgussvorgang vereinfacht durchgeführt werden. Allerdings ist dann die Befestigung des Gehäuseabschnitts an einem anderen Gehäuseteil notwendig, was einen zusätzlichen Verfahrensschritt bedeutet. Alternativ kann der Gehäuseabschnitt auch einen großflächigeren Teil des Gehäuses darstellen, beispielsweise eine Gehäusehälfte. Im Extremfall kann der Gehäuseabschnitt auch das gesamte Gehäuse darstellen. In diesem Fall bedarf es entweder einer zweiten Ausnehmung zur Eingabe von Komponenten oder die Komponenten müssen durch die Steckerausnehmung ausgeführt werden, bevor der Stecker aufgebracht wird.The housing section can only represent a kind of frame. Then the injection molding process can be carried out in a simplified manner. However, it is then necessary to attach the housing section to another housing part, which means an additional method step. Alternatively, the housing section can also represent a larger-area part of the housing, for example a housing half. In the extreme case, the housing section can also represent the entire housing. In this case, either a second recess is required for inserting components, or the components must be fed out through the connector recess before the connector is attached.
Bevorzugt kann das zweite Steckerteil und/oder das erste Steckerteil direkt am Gehäuse, insbesondere dichtungsfrei, angeordnet sein. Es sind mehrere Ausgestaltungen denkbar, beispielsweise kann das erste Steckerteil geringfügig vom Gehäuse beabstandet sein und dann nach dem Spritzgießen über das zweite Steckerteil am Gehäuseabschnitt befestigt sein. Alternativ ist es möglich, dass das erste Steckerteil mit Kontakt zum Gehäuseabschnitt angeordnet ist, und dann durch den Spritzgussvorgang am Gehäuse befestigt wird. Dabei kann der Stecker dichtungsfrei angeordnet sein. Weiterhin kann er schraubenfrei und sonst wie befestigungsmittelfrei am Gehäuseabschnitt befestigt sein.The second connector part and/or the first connector part can preferably be arranged directly on the housing, in particular without a seal. A number of configurations are conceivable, for example the first plug part can be slightly spaced from the housing and then, after injection molding, be fastened to the housing section via the second plug part. Alternatively, it is possible that the first connector part is arranged in contact with the housing section and is then attached to the housing by the injection molding process. The plug can be arranged without a seal. Furthermore, it can be attached to the housing section without screws and otherwise without fasteners.
Ob das Spritzgussteil als Teil des Steckers oder als separates Bauteil angesehen wird ist unerheblich. In der vorliegenden Erfindung wird ein Spritzgussteil, dass zur Befestigung eines Steckers diesen mit einem Gehäuseabschnitt verbindet, als Teil des Steckers angesehen.Whether the molded part is considered part of the connector or a separate component is irrelevant. In the present invention, an injection molded part that connects a connector to a housing portion to secure a connector is considered part of the connector.
Vorteilhafterweise kann das zweite Steckerteil mit einer Imprägnierung imprägniert sein. Die Imprägnierung dichtet Spalte und Risse, die nach dem Spritzgussvorgang vorhanden sein können, ab. Dadurch kann der Stecker bzw. das zweite Steckerteil vollständig abgedichtet mit dem Gehäuseabschnitt verbunden werden.Advantageously, the second connector part can be impregnated with an impregnation. The impregnation seals gaps and cracks that may be present after the injection molding process. As a result, the plug or the second plug part can be connected to the housing section in a completely sealed manner.
Deckt das zweite Steckerteil den Gehäuseabschnitt teilweise oder ganz ab kann bevorzugt vorgesehen sein, dass es gegenüber dem Gehäuseabschnitt einen Hinterschnitt ausbildet. Dadurch kann eine Befestigungswirkung erzielt werden. If the second connector part covers the housing section partially or completely, it can preferably be provided that it forms an undercut in relation to the housing section. A fastening effect can thereby be achieved.
Vorteilhafterweise kann das zweite Steckerteil aus einem Kunststoff bestehen oder einen Kunststoff aufweisen. Weiterhin kann das zweite Steckerteil auch aus zwei oder mehr Kunststoffen bestehen oder diese aufweisen. Der Kunststoff kann als GFK oder CFK ausgebildet sein. Falls notwendig können auch größere Armierungen in den Kunststoff eingespritzt sein.Advantageously, the second plug part can consist of a plastic or have a plastic. Furthermore, the second connector part can also consist of two or more plastics or have them. The plastic can be in the form of GRP or CFRP. If necessary, larger reinforcements can also be injected into the plastic.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das zweite Steckerteil und die Imprägnierung die einzigen Dichtmittel zwischen Bauteil und Gehäuseabschnitt sind. Es ist also vorgesehen, dass die Abdichtung ausschließlich über das zweite Steckerteil und die Imprägnierung erfolgt.More preferably, it can be provided that the second connector part and the impregnation are the only sealing means between the component and the housing section. Provision is therefore made for the sealing to take place exclusively via the second connector part and the impregnation.
Bevorzugt ist das zweite Steckerteil elektrisch isolierend ausgebildet. Dann benötigt es keinen anderen Isolator zwischen einem als Leiter ausgebildeten Bauteil und dem Gehäuseabschnitt.The second connector part is preferably designed to be electrically insulating. Then no other insulator is required between a component designed as a conductor and the housing section.
Vorteilhafterweise kann der Gehäuseabschnitt zumindest teilweise aus Druckguss sein. Bevorzugt besteht der Gehäuseabschnitt aus Aluminiumdruckguss oder Magnesiumdruckguss.Advantageously, the housing section can be at least partially made of die-cast. The housing section is preferably made of die-cast aluminum or die-cast magnesium.
Alternativ kann der Gehäuseabschnitt aus Aluminiumblech bestehen. Das Aluminiumblech kann gewalzt, gefräst oder geschnitten sein.Alternatively, the housing section can be made of sheet aluminum. The aluminum sheet can be rolled, milled or cut.
Bevorzugt kann der Stecker einen Hinterschnitt aufweisen, wobei ein Teil des Hinterschnitts durch das zweite Steckerteil des Steckers gebildet wird. Der Hinterschnitt bewirkt, dass der Stecker am Gehäuseabschnitt befestigt ist.The plug can preferably have an undercut, part of the undercut being formed by the second plug part of the plug. The undercut causes the plug to be attached to the housing section.
Daneben betrifft die Erfindung einen Stromrichter mit einem Zwischenkreiskondensator und einem Leistungsmodul aufweisend einer Gehäuseanordnung. Der Stromrichter zeichnet sich dadurch aus, dass die Gehäuseanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.In addition, the invention relates to a power converter with an intermediate circuit capacitor and a power module having a housing arrangement. The power converter is characterized in that the housing arrangement is designed as described.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Leistungselektronik aufweisend ein Leistungsmodul mit einer Gehäuseanordnung und / oder mit einem Stromrichter. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Gehäuseanordnung und / oder der Stromrichter wie beschrieben ausgebildet sind.In addition, the invention relates to a motor vehicle with power electronics having a power module with a housing arrangement and/or with a power converter. The motor vehicle is characterized in that the housing arrangement and/or the power converter are designed as described.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäuseanordnung wie beschrieben, mit den Schritten:
- - Bereitstellung eines Gehäuseabschnitts eines Leistungsmoduls,
- - Anlegen eines ersten Steckerteils an den Gehäuseabschnitt, und
- - Anspritzen eines zweiten Steckerteils des Steckers an den Gehäuseabschnitt und das erste Steckerteil des Steckers derart, dass das erste Steckerteil des Steckers am Gehäuseabschnitt befestigt ist.
- - providing a housing portion of a power module,
- - applying a first connector part to the housing section, and
- - Molding a second plug part of the plug onto the housing section and the first plug part of the plug in such a way that the first plug part of the plug is attached to the housing section.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gehäuseanordnung, insbesondere eine Gehäuseanordnung wie beschrieben, mit den Schritten:
- - Bereitstellung eines Gehäuseabschnitts eines Leistungsmoduls,
- - Anspritzen eines Steckergehäuses als zweites Steckerteil an den Gehäuseabschnitt derart, dass das Steckergehäuse am Gehäuseabschnitt befestigt ist, wobei
- - das erste Steckerteils mit wenigstens einem elektrischen Kontakt gleichzeitig mit dem zweiten Steckerteil angespritzt wird.
- - providing a housing portion of a power module,
- - Molding a connector housing as a second connector part to the housing section such that the connector housing is attached to the housing section, wherein
- - The first connector part is molded with at least one electrical contact at the same time as the second connector part.
Zu der beschriebenen Gehäuseanordnung kann man also auf zwei Arten gelangen. Zum einen kann ein entweder ein vorgefertigtes Steckerteil mit elektrischen Anschlussteilen durch einen Spritzgussvorgang am Gehäuse befestigt werden. Alternativ kann das Steckergehäuse ebenfalls Teil des Spritzgusses sein. Dann kann beispielsweise der elektrische Anschluss in das Spritzgussteil eingebracht werden. In beiden Fällen kann die Pinstruktur, also die Anordnung der elektrischen Leiter im Stecker, von einem Zulieferer übenommen werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, standardisierte elektrische Anschlüsse oder Steckerteile individualisiert an einem Gehäuseabschnitt anzubringen.The housing arrangement described can therefore be reached in two ways. On the one hand, either a prefabricated plug part with electrical connection parts can be attached to the housing by an injection molding process. Alternatively, the connector housing can also be part of the injection molding. Then, for example, the electrical connection can be introduced into the injection molded part. In both cases, the pin structure, i.e. the arrangement of the electrical conductors in the connector, can be taken over by a supplier. This makes it possible, for example, to attach standardized electrical connections or plug parts to a housing section in an individualized manner.
Nach dem Spritzgussvorgang kann das zweite Steckerteil und/oder das erste Steckerteil des Steckers mit einer Imprägnierung imprägniert werden, sodass der Stecker dicht mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist.After the injection molding process, the second plug part and/or the first plug part of the plug can be impregnated with an impregnation, so that the plug is tightly connected to the housing section.
Wird auch das Steckergehäuse während des Spritzgussvorgangs hergestellt, kann der elektrische Kontakt in das Steckergehäuse entweder miteingespritzt werden. Alternativ kann der elektrische Kontakt des Steckers in das Steckergehäuse eingepresst werden.If the connector housing is also produced during the injection molding process, the electrical contact can either be injected into the connector housing at the same time. Alternatively, the electrical contact of the connector can be pressed into the connector housing.
Macht der Gehäuseabschnitt, wie weiter oben bereits beschrieben, lediglich einen kleinen Teil der Gehäusefläche aus, kann der Gehäuseabschnitt an einem weiteren Gehäuseteil befestigt werden, beispielsweise eine Gehäusehälfte.If the housing section, as already described above, only makes up a small part of the housing surface, the housing section can be attached to another housing part, for example a housing half.
Es ist also zumindest das zweite Steckerteil ein Spritzgussteil, in einer Ausgestaltung kann es auch das erste Steckerteil sein. Dann ist es möglich, beide Steckerteile in einem einzigen Spritzgussvorgang zu erzeugen.At least the second plug part is therefore an injection molded part, in one embodiment it can also be the first plug part. Then it is possible to produce both connector parts in a single injection molding process.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zeigen die folgenden Ausführungsbeispiele und Figuren. Dabei zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug, -
2 eine Gehäuseanordnung (Stand der Technik), -
3 eine Gehäuseanordnung in einer ersten Ausführungsform, und -
4 eine Gehäuseanordnung in einer zweiten Ausführungsform.
-
1 a motor vehicle, -
2 a housing arrangement (prior art), -
3 a housing arrangement in a first embodiment, and -
4 a housing arrangement in a second embodiment.
Das Kraftfahrzeug 1 kann insbesondere eine elektrische Achse aufweisen. Es kann als Hybrid-Kraftfahrzeug oder als Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Dabei kann das Kraftfahrzeug 1 auch zwei elektrische Achsen 5 aufweisen.The motor vehicle 1 can in particular have an electric axle. It can be designed as a hybrid motor vehicle or as an electric vehicle be. The motor vehicle 1 can also have two
Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Gehäuseanordnung 4 einfacher herstellbar, wie
Der Gehäuseabschnitt 16 kann dabei beispielsweise aus Aluminiumdruckguss oder Magnesiumdruckguss bestehen. Zusätzlich kann der Gehäuseabschnitt auch Kunststoffkomponenten aufweisen.The
Der Stecker 10 weist nach der Anbringung des zweiten Steckerteils 20 einen Hinterschnitt auf. Somit ist der Stecker 10 am Gehäuseabschnitt 16 befestigt.After the attachment of the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Leistungselektronikpower electronics
- 33
- Stromrichterpower converter
- 44
- Gehäuseanordnunghousing arrangement
- 55
- elektrische Achseelectric axis
- 66
- Steckerplug
- 77
- Schraubescrew
- 88th
- Dichtungpoetry
- 99
- Gehäuseabschnitthousing section
- 1010
- Steckerplug
- 1212
- erstes Steckerteilfirst connector
- 1414
- PinPin code
- 1616
- Gehäuseabschnitthousing section
- 1818
- Spritzgussteilinjection molded part
- 2020
- zweites Steckerteilsecond connector
- 2222
- RissCrack
- 2424
- Imprägnierungimpregnation
- 2626
- Steckerplug
- 2828
- zweites Steckerteilsecond connector
- 3030
- erstes Steckerteilfirst connector
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DE102020214220.3A DE102020214220A1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Housing arrangement, power converter, motor vehicle and method for producing a housing arrangement |
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DE102020214220.3A DE102020214220A1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Housing arrangement, power converter, motor vehicle and method for producing a housing arrangement |
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DE102020214220A1 true DE102020214220A1 (en) | 2022-05-12 |
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DE102020214220.3A Pending DE102020214220A1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Housing arrangement, power converter, motor vehicle and method for producing a housing arrangement |
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-
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- 2020-11-12 DE DE102020214220.3A patent/DE102020214220A1/en active Pending
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