-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pulswechselrichter zum Betreiben eines Elektromotors eines elektrischen Antriebssystems zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem gattungsgemäßen Pulswechselrichter sowie ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen elektrischen Antriebssystem.
-
Es sind Spannungsumrichter bekannt, welche zum Betreiben von Elektromotoren zum Antreiben von Kraftfahrzeugen ausgebildet sind. Derartige Spannungsumwandler weisen elektronische Komponenten auf, die sich im Betrieb stark erhitzen können. Um eine hohe Betriebssicherheit des Spannungsumrichters zu gewährleisten sowie eine Beschädigung des Spannungsumrichters in Folge einer Überhitzung zu verhindern, weisen gattungsgemäße Spannungsumrichter zur Wärmeabfuhr eine Kühlvorrichtung auf.
-
Die
DE 10 2015 215 898 A1 offenbart einen Spannungsumrichter für ein elektrisches Antriebssystem. Der Spannungsumrichter weist einen Wechselumrichter auf, mit dessen Ausgängen jeweils ein mit einem Widerstand in Reihe geschalteter Kondensator elektrisch gekoppelt ist. Der Wechselrichter sowie die RC-Anordnung sind über eine separat ausgebildete, gemeinsame Kühlvorrichtung gekühlt. Aus dem Dokument
DE 10 2018 208 308 A1 ist ein elektrischer Stromrichter bekannt, bei welchem Kondensatoren innerhalb von Aussparungen einer separat ausgebildeten Kühlvorrichtung angeordnet und somit in die Kühlvorrichtung eingebettet sind. Das Dokument
DE 10 2014 216 170 B3 zeigt ein Elektronikmodul mit einer Kühlvorrichtung. Zum Kühlen eines Leistungsbauelements des Elektronikmoduls weist die Kühlvorrichtung einen mittels einer Dichtung schwimmend gelagerten Stiftkühlkörper auf, der über die Dichtung gegen das Leistungsbauelement gedrückt wird. Eine fluiddichte Aufnahmekammer für ein Kühlmedium ist durch den Stiftkühlkörper, Seitenteile und einen mit den Seitenteilen gegen eine zweite Dichtung verschraubten Deckel gebildet. Gemäß der
US 6 323 613 B1 weist eine Wechselrichterplatte offene Kühlmittelkanäle auf, welche mittels einer angeschraubten Deckelplatte verschlossen sind.
-
Bekannte Spannungsumrichter haben den Nachteil, dass eine Montage oftmals sehr aufwendig ist. Ferner ist ein Wärmeübergang von den elektronischen Komponenten zur Kühlvorrichtung oftmals unzureichend ausgebildet.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Pulswechselrichter zum Betreiben eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Pulswechselrichter, ein elektrisches Antriebssystem und ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebssystem zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Montierbarkeit und/oder eine verbesserte Wärmeabfuhr von elektronischen Komponenten des Pulswechselrichters zur Kühlvorrichtung aufweisen.
-
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch einen Pulswechselrichter zum Betreiben eines Elektromotors eines elektrischen Antriebssystems zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein elektrisches Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Pulswechselrichter beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystem sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Pulswechselrichter zum Betreiben eines Elektromotors eines elektrischen Antriebssystems zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gelöst. Der Pulswechselrichter weist eine Halteplatte zum Halten elektronischer Komponenten des Pulswechselrichters, eine an der Halteplatte gehaltene erste elektronische Komponente, eine an der Halteplatte angeordnete zweite elektronische Komponente und eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der ersten elektronischen Komponente sowie der zweiten elektronischen Komponente auf. Die Kühlvorrichtung weist zum Wärmeabtransport einen Kühlfluidkanal zum Durchleiten eines Kühlfluids auf. Die Halteplatte weist eine erste Plattenseite sowie eine der ersten Plattenseite abgewandte zweite Plattenseite auf, wobei die erste Plattenseite als Teil der Kühlvorrichtung ausgebildet ist und eine seitliche Begrenzung des Kühlfluidkanals bildet. Erfindungsgemäß ist die erste elektronische Komponente an der ersten Plattenseite und die zweite elektronische Komponente an der zweiten Plattenseite angeordnet.
-
Die Halteplatte ist zum Halten der elektronischen Komponenten, wie beispielsweise der ersten elektronischen Komponente und der zweiten elektronischen Komponente ausgebildet. Die Halteplatte weist die erste Plattenseite und die der ersten Plattenseite abgewandte zweite Plattenseite auf. Die erste Plattenseite und die zweite Plattenseite können auch als Hauptseiten der Halteplatte bezeichnet werden und sind demnach die größten Plattenseiten der Halteplatte. Die Halteplatte weist vorzugsweise ein Material mit besonders hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium oder dergleichen, auf oder ist aus einem derartigen Material gebildet.
-
Auf der ersten Plattenseite und/oder zweiten Plattenseite sind vorzugsweise Befestigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Sockel, Bohrungen, Gewinde oder dergleichen, zum Befestigen der elektronischen Komponenten ausgebildet. Ferner weist die Halteplatte, insbesondere die erste Plattenseite und/oder zweite Plattenseite, vorzugsweise Kontaktflächen zum flächigen Kontaktieren der elektronischen Komponenten auf, um eine Wärmeabfuhr von den elektronischen Komponenten zur Halteplatte zu verbessern. Vorzugsweise ist an der ersten Plattenseite und/oder der zweiten Plattenseite ein flexibles Wärmeleitmittel, wie beispielsweise eine Wärmeleitbeschichtung, eine Wärmeleitfolie, ein Wärmeleitgel oder dergleichen, angeordnet, um die Wärmeabfuhr von den elektronischen Komponenten zur Halteplatte weiter zu verbessern.
-
Die erste Plattenseite ist als Teil der Kühlvorrichtung ausgebildet. Demnach weist die erste Plattenseite vorzugsweise den Kühlfluidkanal auf. Der Kühlfluidkanal ist vorzugsweise schlangenlinienförmig ausgebildet und von der ersten Plattenseite wegweisend offen. Zusätzlich oder alternativ kann der Kühlfluidkanal eine Pinfin-Struktur aufweisen. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Kühlfluidkanal im Bereich der Pinfin-Struktur eine größere Breite aufweist als in einem Bereich ohne Pinfin-Struktur. Eine Pinfin-struktur hat den Vorteil, dass eine Wärmeabfuhr von der Halteplatte an das Kühlfluid verbessert ist. Die erste Plattenseite ist zudem ausgebildet, im Zusammenspiel mit einer weiteren Komponente der Kühlvorrichtung den Kühlfluidkanal derart zu begrenzen, dass ein Fließen des Kühlfluids von einem Kanaleingang des Kühlfluidkanals durch den Kühlfluidkanal zu einem Kanalausgang des Kühlfluidkanals gewährleistet ist.
-
Die weitere Komponente der Kühlvorrichtung kann erfindungsgemäß durch die erste elektronische Komponente gebildet sein. Somit ist der Kühlfluidkanal vorzugsweise mittels eines ersten Komponentengehäuses der ersten elektronischen Komponente von einer Seite begrenzt. Alternativ kann die erste Plattenseite auch überwiegend plan ausgebildet sein, um Kühlfluidkanäle der weiteren Komponente der Kühlvorrichtung von einer Seite zu verschließen. Vorzugsweise weist die erste Plattenseite eine umlaufende Dichtungsnut, besonders bevorzugt mit einer darin angeordneten Dichtung, welche vorzugsweise Gummi, Silikon oder dergleichen aufweist oder daraus besteht, auf.
-
Die zweite Plattenseite ist vorzugsweise gemäß einer Plattenseite einer herkömmlichen Halteplatte ausgebildet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die zweite Plattenseite als Teil der Kühlvorrichtung ausgebildet ist. Demnach weist die zweite Plattenseite vorzugsweise einen zweiten Kühlfluidkanal auf. Der zweite Kühlfluidkanal ist vorzugsweise schlangenlinienförmig ausgebildet und von der zweiten Plattenseite wegweisend offen. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Kühlfluidkanal eine Pinfin-Struktur aufweisen. Hierbei ist es bevorzugt, dass der zweite Kühlfluidkanal im Bereich der Pinfin-Struktur eine größere Breite aufweist als in einem Bereich ohne Pinfin-Struktur. Die zweite Plattenseite ist zudem vorzugsweise ausgebildet, im Zusammenspiel mit einer zusätzlichen Komponente der Kühlvorrichtung den zweiten Kühlfluidkanal derart zu begrenzen, dass ein Fließen des Kühlfluids von einem Kanaleingang des zweiten Kühlfluidkanals durch den zweiten Kühlfluidkanal zu einem Kanalausgang des zweiten Kühlfluidkanals gewährleistet ist. Der zweite Kühlfluidkanal ist vorzugsweise mit dem Kühlfluidkanal fluidkommunizierend gekoppelt.
-
Erfindungsgemäß ist die erste elektronische Komponente an der ersten Plattenseite und die zweite elektronische Komponente an der zweiten Plattenseite angeordnet, vorzugsweise befestigt, wie beispielsweise mittels Schrauben, Klipsen, Löten oder dergleichen. Vorzugsweise sind mehrere erste elektronische Komponenten derart an der ersten Plattenseite und/oder mehrere zweite elektronische Komponenten derart an der zweiten Plattenseite angeordnet.
-
Ein erfindungsgemäßer Pulswechselrichter hat gegenüber herkömmlichen Pulswechselrichtern den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Wärmeabfuhr der Verlustwärme der elektronischen Komponenten verbessert ist. Durch die Ausbildung der Halteplatte als Teil der Kühlvorrichtung ist der Aufbau des Pulswechselrichters besonders kompakt und der Montageaufwand reduzierbar. Zudem erfolgt die Wärmeabfuhr direkt über die Halteplatte, sodass eine Wärmebrücke zwischen der Halteplatte und einer separat ausgebildeten Kühlvorrichtung nicht erforderlich ist. Schließlich ist durch die beidseitige Anordnung der elektronischen Komponenten an der Halteplatte die Wärmeabfuhrkapazität der Kühlvorrichtung besser ausnutzbar.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Pulswechselrichter vorgesehen sein, dass an der ersten Plattenseite eine Begrenzungsvorrichtung der Kühlvorrichtung zum Bilden einer seitlichen Begrenzung des Kühlfluidkanals angeordnet ist. Die Begrenzungsvorrichtung ist demnach vorzugsweise zwischen der ersten elektronischen Komponente und der ersten Plattenseite angeordnet. Die Begrenzungsvorrichtung weist vorzugsweise ein Material mit besonders hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium oder dergleichen, auf oder ist aus einem derartigen Material gebildet. Vorzugsweise kontaktiert die Begrenzungsvorrichtung die Halteplatte zur Verbesserung eines Wärmeaustauschs zwischen der Begrenzungsvorrichtung und der Halteplatte. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass an der Begrenzungsvorrichtung eine Dichtungsvorrichtung zum fluiddichten Abdichten des Kühlfluidkanals im Zusammenspiel mit der ersten Plattenseite angeordnet ist. Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass in der Begrenzungsvorrichtung ein Kühlfluidkanal ausgebildet ist, welcher vorzugsweise zur ersten Plattenseite hin offen ist. Die Begrenzungsvorrichtung ist vorzugsweise plattenförmig, napfförmig, deckelförmig, schalenförmig oder ähnlich ausgebildet. Vorzugsweise weist die Begrenzungsvorrichtung eine erste Durchführung zum Einleiten des Kühlfluids in den Kühlfluidkanal sowie eine zweite Durchführung zum Abführen des Kühlfluids aus dem Kühlfluidkanal auf. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Pulswechselrichter mit einer verbesserten Kühlvorrichtung zur Kühlung der elektronischen Komponenten bereitgestellt ist.
-
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte befestigt ist. Die Befestigung der Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte ist vorzugsweise mittels Schrauben, Bolzen, Umformung, Crimpen oder dergleichen realisiert. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Pulswechselrichter mit einer verbesserten Kühlvorrichtung zur Kühlung der elektronischen Komponenten bereitgestellt ist.
-
Weiter bevorzugt ist die Begrenzungsvorrichtung stoffschlüssig an der Halteplatte befestigt. Als stoffschlüssige Verbindung ist erfindungsgemäß eine Lötverbindung oder eine Schweißverbindung bevorzugt. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Halteplatte und die Begrenzungsvorrichtung zumindest in einem Verbindungsbereich der Halteplatte mit der Begrenzungsvorrichtung, in welchem die stoffschlüssige Verbindung angeordnet ist, dasselbe Material aufweisen. Vorzugsweise sind die Halteplatte und die Begrenzungsvorrichtung aus demselben Material gebildet. Die stoffschlüssige Verbindung ist vorzugsweise fluiddicht ausgebildet, sodass der Kühlfluidkanal nach außen abgedichtet ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn die erste Plattenseite und die Begrenzungsvorrichtung keine Dichtungsvorrichtung aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Pulswechselrichter mit einer verbesserten Kühlvorrichtung zur Kühlung der elektronischen Komponenten bereitgestellt ist.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem Pulswechselrichter vorgesehen sein, dass die erste elektronische Komponente derart an der Halteplatte befestigt ist, dass die Begrenzungsvorrichtung durch die erste elektronische Komponente gegen die erste Plattenseite gedrückt wird. Die erste elektronische Komponente, insbesondere ein erstes Komponentengehäuse der ersten elektronischen Komponente ist vorzugsweise mittels einer oder mehrerer Schrauben an der Halteplatte festgeschraubt. Vorzugsweise ist durch das Anziehen der Schrauben die Druckkraft der ersten elektronischen Komponente gegen die Begrenzungsvorrichtung bewirkt. Die Fixierung der ersten elektronischen Komponente an der Halteplatte ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass zum fluiddichten Abdichten des Kühlfluidkanals durch Zusammenspiel der Halteplatte mit der Begrenzungsvorrichtung keine zusätzliche Fixierung der Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte erforderlich ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Montage des Pulswechselrichters verbessert ist. Durch das Befestigen der Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte über die erste elektronische Komponente sind Montageschritte zum separaten Befestigen der Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte, wie beispielsweise über zusätzliche Schrauben, einsparbar. Somit sind Gewicht und Bauraum des Pulswechselrichters reduzierbar.
-
Vorzugsweise ist an der ersten Plattenseite eine Ausrichtvorrichtung zum Zusammenspiel mit einer Gegenausrichtvorrichtung der Begrenzungsvorrichtung zum Ausrichten der Begrenzungsvorrichtung relativ zur Halteplatte beim Montieren der Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte angeordnet. Die Ausrichtvorrichtung ist vorzugsweise als Zylinder, Kegel, Stumpfkegel, Kugelsegment, Kalotte, Ausnehmung oder dergleichen ausgebildet. Die Gegenausrichtvorrichtung ist zum Eingreifen mit der Ausrichtvorrichtung entsprechend ausgebildet, sodass die Ausrichtvorrichtung und die Gegenausrichtvorrichtung eine gemeinsame Zentriervorrichtung bilden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Montage der Begrenzungsvorrichtung an der Halteplatte verbessert ist. Mittels der Ausrichtvorrichtung und der Gegenausrichtvorrichtung ist die Begrenzungsvorrichtung besonders leicht sowie lagegenau an der Halteplatte anordenbar.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste elektronische Komponente als Zwischenkreiskondensator ausgebildet. Der Zwischenkreiskondensator weist vorzugsweise ein Kondensatorgehäuse auf, welches an der Halteplatte befestigt ist, vorzugsweise über Schrauben, Bolzen, Klipsen oder dergleichen. Vorzugsweise ist der Zwischenkreiskondensator als größte an der ersten Plattenseite angeordnete Wärmequelle ausgebildet. Besonders bevorzugt macht eine potenzielle Wärmeabgabe des Zwischenkreiskondensators mindestens 90% einer Wärmeabgabe aller an der ersten Plattenseite angeordneten elektronischen Komponenten aus. Weiter bevorzugt sind an der ersten Plattenseite keine weiteren elektronischen Komponenten des Pulswechselrichters angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine besondere Kühlung des Zwischenkreiskondensators bereitgestellt ist.
-
Besonders bevorzugt ist die zweite elektronische Komponente als Powermodul ausgebildet. Unter einem Powermodul wird im Rahmen der Erfindung sowie in Fachkreisen eine Vorrichtung verstanden, welche mindestens einen Halbleiter, DC-Anschlüsse, AC-Anschlüsse, einen elektronischen Schalter und ein oder mehrere Steuerpins aufweist. Powermodule können beispielsweise als MOSFET, IGBT oder dergleichen ausgebildet sein. Das Powermodul ist vorzugsweise durch Laminieren, Schrauben, Klipsen oder dergleichen an der Halteplatte befestigt. Vorzugsweise ist das Powermodul zwischen einer Leiterplatte und der Halteplatte angeordnet und mit der Leiterplatte elektrisch gekoppelt. Auf der Leiterplatte sind vorzugsweise weitere elektronische Bauteile des Pulswechselrichters, wie beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, Dioden, MOSFETs oder dergleichen, angeordnet und miteinander verschaltet. Vorzugsweise kontaktiert mindestens eines dieser weiteren elektronischen Bauteile die Halteplatte. Die Leiterplatte ist vorzugsweise an der Halteplatte befestigt, beispielsweise durch Schrauben, Klipsen oder dergleichen. Dies hat den Vorteil, dass der Pulswechselrichter mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise montierbar ist, Ferner ist somit eine bedarfsgerechte Kühlung der Leiterplatte gewährleistet.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein elektrisches Antriebssystem zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das elektrische Antriebssystem weist einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Vorzugsweise weist das elektrische Antriebssystem eine Traktionsbatterie, insbesondere eine Feststoffbatterie, zum Bereitstellen elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors auf. Alternativ oder zusätzlich kann das elektrische Antriebssystem eine Brennstoffzelle aufweisen. Erfindungsgemäß weist das elektrische Antriebssystem zum Betreiben des Elektromotors einen erfindungsgemäßen Pulswechselrichter auf.
-
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystem ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Pulswechselrichter gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße elektrische Antriebssystem gegenüber herkömmlichen elektrischen Antriebssystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Wärmeabfuhr der Verlustwärme der elektronischen Komponenten des Pulswechselrichters verbessert ist. Durch die Ausbildung der Halteplatte als Teil der Kühlvorrichtung ist der Aufbau des Pulswechselrichters besonders kompakt und der Montageaufwand reduzierbar. Zudem erfolgt die Wärmeabfuhr direkt über die Halteplatte, sodass eine Wärmebrücke zwischen der Halteplatte und einer separat ausgebildeten Kühlvorrichtung nicht erforderlich ist. Schließlich ist durch die beidseitige Anordnung der elektronischen Komponenten an der Halteplatte die Wärmeabfuhrkapazität der Kühlvorrichtung besser ausnutzbar.
-
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes elektrisches Antriebssystem auf. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Pulswechselrichter gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem elektrischen Antriebssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Wärmeabfuhr der Verlustwärme der elektronischen Komponenten des Pulswechselrichters verbessert ist. Durch die Ausbildung der Halteplatte als Teil der Kühlvorrichtung ist der Aufbau des Pulswechselrichters besonders kompakt und der Montageaufwand reduzierbar. Zudem erfolgt die Wärmeabfuhr direkt über die Halteplatte, sodass eine Wärmebrücke zwischen der Halteplatte und einer separat ausgebildeten Kühlvorrichtung nicht erforderlich ist. Schließlich ist durch die beidseitige Anordnung der elektronischen Komponenten an der Halteplatte die Wärmeabfuhrkapazität der Kühlvorrichtung besser ausnutzbar.
-
Ein erfindungsgemäßer Pulswechselrichter, ein erfindungsgemäßes elektrisches Antriebssystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt eines Pulswechselrichters gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 2 in einer perspektivischen Ansicht eine Halteplatte des Pulswechselrichters aus 1,
- 3 in einer perspektivischen Ansicht eine Begrenzungsvorrichtung des Pulswechselrichters aus 1,
- 4 in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt eines Pulswechselrichters gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
- 5 in einer Seitenansicht ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
-
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist ein Ausschnitt eines Pulswechselrichters 1 gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Ansicht abgebildet. Der Pulswechselrichter 1 weist eine Halteplatte 5 mit einer in dieser Ansicht nach oben weisenden ersten Plattenseite 5a und einer in dieser Ansicht nach unten weisenden zweiten Plattenseite 5b auf. Auf der ersten Plattenseite 5a ist eine Begrenzungsvorrichtung 10 mit einem Kühlfluideinlass 13 und einem Kühlfluidauslass 14 angeordnet. Zusammen mit der ersten Plattenseite 5a bildet die Begrenzungsvorrichtung 10 einen Kühlfluidkanal 9 einer Kühlvorrichtung 8, welcher mit dem Kühlfluideinlass 13 und dem Kühlfluidauslass 14 fluidkommunizierend gekoppelt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Begrenzungsvorrichtung 10 an der Halteplatte 5 festgeschraubt.
-
Eine als Zwischenkreiskondensator ausgebildete erste elektronische Komponente 6 ist derart an der ersten Plattenseite 5a angeordnet, dass die Begrenzungsvorrichtung 10 zwischen der ersten Plattenseite 5a und der ersten elektronischen Komponente 6 angeordnet ist und vorzugsweise die erste Plattenseite 5a sowie die erste elektronische Komponente 6 flächig kontaktiert. Alternativ kann ein Wärmeleitmittel zwischen der ersten elektronischen Komponente 6 und der Begrenzungsvorrichtung 10 angeordnet sein. Mittels mehrerer Befestigungsschrauben 15 ist die erste elektronische Komponente 6 an der Halteplatte 5 befestigt.
-
An der zweiten Plattenseite 5b sind mehrere als Powermodule ausgebildete zweite elektronische Komponenten 7 angeordnet. Die zweiten elektronischen Komponenten 7 kontaktieren die Halteplatte 5 vorzugsweise jeweils flächig. Alternativ kann ein Wärmeleitmittel zwischen den zweiten elektronischen Komponenten 7 und der Halteplatte 5 angeordnet sein. Die zweite elektronische Komponente 7 ist vorzugsweise mittels in dieser Darstellung nicht erkennbarer Klemmen an der Halteplatte 5 fixiert.
-
2 zeigt eine Halteplatte 5 des Pulswechselrichters 1 aus 1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht. Wie in dieser Darstellung erkennbar ist, weist die erste Plattenseite 5a eine Pinfin-Struktur 16 auf, welche im montierten Zustand im Kühlfluidkanal 9 angeordnet ist. Zudem weist die erste Plattenseite 5a eine Ausrichtvorrichtung 11 auf, welche zylinderförmig ausgebildet ist.
-
In 3 ist eine Begrenzungsvorrichtung 10 des Pulswechselrichters 1 aus 1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Begrenzungsvorrichtung 10 weist eine umlaufende Dichtungsnut 17 auf, in welcher eine nicht dargestellte Dichtung, beispielsweise aus Gummi, Silikon oder dergleichen, anordenbar ist. Zum Abdichten des Kühlfluidkanals 9 ist die Dichtung mit der ersten Plattenseite 5a in Kontakt bringbar. In dieser Ansicht ist die fluidkommunizierende Kopplung des Kühlfluideinlasses 13 mit dem Kühlfluidkanal 9 und dem Kühlfluidauslass 14 gut erkennbar. Zum Durchführen der Schrauben zum Befestigen an der Halteplatte 5 weist die Begrenzungsvorrichtung 10 mehrere Schraubendurchführungen 18 auf. Ferner weist die Begrenzungsvorrichtung 10 zum Ausrichten an der Ausrichtvorrichtung 11 (vgl. 2) der Halteplatte 5 mehrere als Rundung ausgebildete Gegenausrichtvorrichtungen 12 auf.
-
4 zeigt einen Ausschnitt eines Pulswechselrichters 1 gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Ansicht. Die Begrenzungsvorrichtung 10 weist nunmehr keine Schraubendurchführungen 18 (vgl. 3) auf und ist beispielsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Löten oder Schweißen, an der Halteplatte 5 befestigbar. In diesem Fall ist die Dichtungsnut 17 (vgl. 3) entbehrlich, da die Abdichtung des Kühlfluidkanals 9 bereits durch die stoffschlüssige Verbindung bereitstellbar ist. Alternativ ist die Begrenzungsvorrichtung 10 zur Fixierung an der Halteplatte 5 mittels der nicht dargestellten ersten elektronischen Komponente 6 ausgebildet. Durch Festschrauben der ersten elektronischen Komponente 6 an der Halteplatte 5 ist die Begrenzungsvorrichtung 10 gegen die Halteplatte 5 drückbar. In diesem Fall ist die Dichtungsnut 17 bevorzugt, um den Kühlfluidkanal 9 abzudichten.
-
In 5 ist ein Kraftfahrzeug 4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Das Kraftfahrzeug 4 weist ein erfindungsgemäßes elektrisches Antriebssystem 3 mit einem Elektromotor 2 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 4, einem erfindungsgemäßen Pulswechselrichter 1 zum Betreiben des Elektromotors 2 sowie einer Traktionsbatterie 19 zum Bereitstellen elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors 2 auf.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Pulswechselrichter
- 2
- Elektromotor
- 3
- elektrisches Antriebssystem
- 4
- Kraftfahrzeug
- 5
- Halteplatte
- 5a
- erste Plattenseite
- 5b
- zweite Plattenseite
- 6
- erste elektronische Komponente
- 7
- zweite elektronische Komponente
- 8
- Kühlvorrichtung
- 9
- Kühlfluidkanal
- 10
- Begrenzungsvorrichtung
- 11
- Ausrichtvorrichtung
- 12
- Gegenausrichtvorrichtung
- 13
- Kühlfluideinlass
- 14
- Kühlfluidauslass
- 15
- Befestigungsschraube
- 16
- Pinfin-Struktur
- 17
- Dichtungsnut
- 18
- Schraubendurchführung
- 19
- Traktionsbatterie
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102015215898 A1 [0003]
- DE 102018208308 A1 [0003]
- DE 102014216170 B3 [0003]
- US 6323613 B1 [0003]
