DE102021208774A1 - Prozessoptimierte und strukturoptimierte Kontaktierung von Leistungsmodulen an einem Kühlkörper - Google Patents

Prozessoptimierte und strukturoptimierte Kontaktierung von Leistungsmodulen an einem Kühlkörper Download PDF

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Abstract

Drossel (10) für einen Leistungswandler (10) eines Fahrzeugs (50), umfassend einen ringförmigen Drosselkern (20) und eine oder mehrere Spulenwicklungen (18) zum Einspeisen eines mittels einer Energiequelle (40) erzeugten Stroms, wobei die eine oder mehreren Spulenwicklungen (18) durch eine Durchgangsöffnung (22a-f) des Drosselkerns (20) hindurchgeführt sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeugtechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Drossel für einen Leistungswandler. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung Leistungswandler für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybridfahrzeug.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Leistungswandler sind auf dem Gebiet der Energieversorgung und -übertragung hinreichend bekannt. Ein Leistungswandler wird auch als Gleichspannungs- oder DC/DC-Wandler bezeichnet und ist dazu ausgebildet, eine eingangsseitige Gleichspannung in eine ausgangsseitige Gleichspannung mit einem anderen Spannungsniveau umzuwandeln. Ein Leistungswandler umfasst typischerweise einen eingangsseitigen Spannungsanschluss und einen ausgangsseitigen Spannungsanschluss, wobei zwischen beiden Spannungsanschlüssen eine Drossel mit zumindest einer Induktivität und zumindest einer Kapazität angeordnet ist. Zusätzlich sind Leistungshalbleiter in dem Leistungswandler angeordnet, über die ein geregelter Leistungsfluss/Stromfluss ermöglicht wird.
  • Angesichts der fortschreitenden Elektromobilität werden immer mehr Leistungswandler in Fahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge, eingesetzt, um eine Spannung einer Energiequelle, etwa einer Batterie mit 48V, 400V bzw. 800V, in eine niedrigere Spannung für das Bordnetz mit beispielsweise 12V umzuwandeln. Da eine Vielzahl von Verbrauchern und elektronischen Komponenten mit dem Bordnetz verbunden sind, ist besonders wichtig, dass die Stromversorgung dort zuverlässig erfolgt.
  • Aus DE102013202691A1 ist eine Kopplungseinrichtung für einen Multiphasenwandler bekannt, die mehrere Kopplungsmodule aufweist, wobei die magnetische Kopplung über magnetisch leitfähige Kerne erfolgt. Aufgrund der quadratischen Geometrie und Anordnung der Kopplungsmodule hat diese bekannte Kopplungseinrichtung jedoch den Nachteil, dass die Geometrie nur mit hohem Aufwand an die Anzahl der Stromphasen anpassbar ist. Außerdem sind, ebenfalls bedingt durch die Geometrie und Anordnung der Kopplungsmodule, vergleichsweise lange Stromleiter erforderlich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Leistungswandler zu ermöglichen, der besonders einfach an die verwendete Anzahl der Stromphasen anpassbar und zudem kostengünstig herzustellen ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Drossel gemäß Anspruch 1, einen Leistungswandler gemäß Anspruch 9 sowie ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10.
  • Die Drossel ist dazu ausgebildet, um in einem Leistungswandler eines Fahrzeugs verwendet zu werden. Der Leistungswandler kann einen Gleichspannungswandler bzw. einen DC/DC-Wandler, insbesondere einen Multiphasenwandler, umfassen.
  • Die Drossel weist einen ringförmigen Drosselkern und einen Stromleiter, vorzugsweise jedoch mehrere Stromleiter zum Leiten eines elektrischen Stroms auf, wobei der Strom mittels einer Energiequelle, etwa einer Batterie des Fahrzeugs, erzeugt ist. Der ringförmige Drosselkern weist einen Außenrand und einen Innenrand auf, wobei der Innenrand eine Ringöffnung definiert. Die Ringform des Drosselkerns kann kreisförmig sein, sodass der Außenrand einen Außenradius und der Innenrand einen Innenradius der Kreisform definieren. Ferner definiert der Außenrand in einer axialen Richtung des ringförmigen Drosselkerns eine Außenmantelseite, wobei der Innenrand in der axialen Richtung des ringförmigen Drosselkerns eine Innenmantelseite definiert. Alternativ kann die Ringform vieleckig sein.
  • Am ringförmigen Drosselkern sind mehrere Stromleiter angeordnet, die jeweils durch eine radiale Durchgangsöffnung des Drosselkerns hindurchgeführt sind. Die mehreren Stromleiter sind vorzugsweise entlang einer Umfangsrichtung des ringförmigen Drosselkerns beabstandet verteilt. Die Durchgangsöffnung erstreckt sich von der Außenmantelseite bis zur Innenmantelseite des ringförmigen Drosselkerns. Somit erstrecken sich die Stromleiter entsprechend radial zwischen der Außenmantelseite und der Innenmantelseite des Drosselkerns.
  • Die Drossel kann auf einer Leiterplatte angebracht werden, indem die Drossel mittels einer Schraube oder eines anderen Befestigungsmittels mit einer Oberseite der Leiterplatte verbunden wird. Auf der Leiterplatte sind vorzugsweise zumindest ein Zwischenkreiskondensator, der in erster Linie zur Spannungsglättung dient, und zumindest eine Halbbrücke, die einen Highside-Schalter und einen Lowside-Schalter umfasst, angeordnet. Durch Schalten des Highside-Schalters und des Lowside-Schalters gemäß einer Pulsbreitenmodulation mit einem bestimmten Taktverhältnis erfolgt schließlich die Übersetzung von der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung.
  • Erfindungsgemäß wird daher eine Drossel verwirklicht, die hinsichtlich Bauraum und modularer Bauweise vorteilhaft ist. Ein solches Aufbauprinzip gewährleistet, dass die unter der Drossel liegende Leiterplatte möglichst flächig an den Kühlkörper gepresst werden kann und dadurch eine optimierte Kühlung der Leiterplatte und damit auch der Leistungshalbleiter erfolgen kann. Dies gewährleistet eine verbesserte Funktionalität des Leistungswandlers.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist jedem der mehreren Stromleiter eine zugehörige Stromphase von mehreren unterschiedlichen Stromphasen zugeordnet.
  • Auf diese Weise wird ein Multiphasenwandler bewerkstelligt, bei dem mehrere Ströme, die voneinander phasenverschobene sind, zur Gleichspannungswandlung in die einzelnen Stromleiter eingespeist werden können. Im Allgemeinen ist der Strom, der durch die Eingangsspannung und die in der Leitung vorhandenen elektrischen Widerstände definiert ist, mit Stromrippel behaftet. Der Strom setzt sich daher aus einem DC-Anteil und einem Letzterem überlagerten AC-Anteil zusammen. Der AC-Anteil des Stroms verursacht häufig Leistungsverluste, die die Effizienz der Energieübertragung beeinträchtigen. Dadurch, dass die verschiedenen Phasenströme phasenverschoben sind, können sich die AC-Anteile gegenseitig eliminieren. Außerdem ist aufgrund der Ringgeometrie der erfindungsgemäßen Drossel eine beliebige Anzahl von Stromphasen im Leistungswandler bereitstellbar. Somit ist eine lineare Skalierung der Phasenzahl möglich. Im Gegensatz hierzu ist bei der bekannten Drossel aufgrund der matrixförmigen Anordnung nur eine quadratische Skalierung der Phasenzahl möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der ringförmige Drosselkern mehrere Ringabschnitte auf, an denen jeweils eine oder mehrere radiale Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, wobei benachbarte Ringabschnitte durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind.
  • Die mehreren Stromleiter können jeweils stromeingangsseitig in eine erste Durchgangsöffnung eines ersten Ringabschnitts hineingeführt und stromausgangsseitig aus einer zweiten Durchgangsöffnung eines zweiten Ringabschnitts herausgeführt sein. Jeder Stromleiter stellt einen eigenen Stromkreis bereit, wobei die einzelnen Stromleiter nicht miteinander elektrisch verbunden sind. Hierbei können zwei Stromleiter bzw. Stromkreise durch einen und denselben Ringabschnitt hindurchtreten. Da mittels der jeweiligen Halbbrücke ein getakteter Strom in den jeweiligen Stromkreis eingespeist wird, sind diese beiden Stromkreise unterschiedlicher Phasen aufgrund des von ihnen „geteilten“ Ringabschnittes analog zu einem Transformator magnetisch miteinander gekoppelt. Mit Hilfe der Verkopplung erhöht sich die effektive Frequenz des Stroms der einzelnen Stromleiter, sodass sich der jeweilige Stromrippel verringert. Auf diese Weise werden die parasitären Stromrippel nicht nur am Ausgang der Drossel beim Zusammenführen der Phasenströme, sondern bereits in den einzelnen Phasenströmen selbst reduziert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Ringabschnitt und der zweite Ringabschnitt benachbarte Ringabschnitte.
  • Die Stromleiter werden daher jeweils durch zwei benachbarte Ringabschnitte hindurchgeführt. Auf diese Weise können die Stromleiter ohne räumliche Überlappung geführt werden, sodass Störeffekte zwischen den Stromleitern vermieden werden können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet jeder der mehreren Stromleiter eine Schleife, die in einem senkrecht zur axialen Richtung stehenden Querschnitt sowohl den ersten Ringabschnitt als auch den zweiten Ringabschnitt zumindest bereichsweise umschließt.
  • Vorzugsweise umschließt die jeweilige Schleife einen ersten Endabschnitt eines ersten Ringabschnittes und einen dem ersten Endabschnitt zugewandten, zweiten Endabschnitt eines benachbarten zweiten Ringabschnittes. Der Multiphasenwandler ist daher besonders einfach herstellbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Luftspalt in zumindest einem der mehreren Ringabschnitte ausgebildet, wobei der Luftspalt vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Stromleitern angeordnet ist.
  • Der Luftspalt erstreckt daher vorzugsweise in der Umfangsrichtung zwischen den beiden benachbarten Stromleitern. Mit Hilfe des Luftspalts ist die Streuinduktivität des Ringabschnittes, in dem der Luftspalt ausgebildet ist, bestimmbar. Hierdurch kann die Fähigkeit, mit der der Ringabschnitt Energie in Form von Magnetfeld speichert, bei der Herstellung der Drossel vorbestimmt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Drossel an einer durch die Innenmantelseite des ringförmigen Drosselkerns definierten Ringöffnung mit einer Leiterplatte verbindbar.
  • Dies bewerkstelligt eine besonders einfache und zugleich zuverlässige Verbindung der Drossel an der Leiterplatte mit einer in der Umfangsrichtung gleichmäßigen Kraftverteilung. Die Verbindung kann eine Schraubenverbindung umfassen. Alternativ oder zusätzlich ist ein Verbindungsgehäuse vorgesehen, welches die Drossel tragend und mit dieser festverbunden auf der Leiterplatte angebracht werden kann.
  • Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Drossel gemäß einer Ausführungsform in einer Draufsicht;
    • 2 eine schematische Darstellung der Drossel aus 1 in einer Perspektivansicht;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Ringabschnittes gemäß einer Ausführungsform;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Stromleiters gemäß einer Ausführungsform;
    • 5 eine schematische Darstellung des Ringabschnittes aus 3, an dem zwei Stromleiter aus 4 angeordnet sind;
    • 6 eine schematische Darstellung einer Drossel gemäß einer weiteren Ausführung in einer Perspektivansicht;
    • 7 eine schematische Darstellung einer Drosselanordnung mit zwei Drosseln gemäß einer Ausführungsform;
    • 8 eine weitere schematische Darstellung der Drosselanordnung aus 8; und
    • 9 ein schematisches Ersatzschaltbild der einer Drossel gemäß einer Ausführung
  • In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den einzelnen Figuren sind die jeweils relevanten Bezugsteile gekennzeichnet.
  • 1 zeigt eine Drossel 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Drossel 10 umfasst einen ringförmigen, insbesondere kreisförmigen Drosselkern 12, der drei gleich gebildete Ringabschnitte 18a-c aufweist. Die Ringabschnitte 18a-c sind durch einen axialen Luftspalt 17 voneinander getrennt. In jedem der Ringabschnitte 18a-c sind zwei radiale Durchgangsöffnungen 16a-f ausgebildet, die in 1 als gestrichelte Linien gezeigt sind. Die Drossel 10 umfasst ferner drei Stromleiter 14a-c, die jeweils durch zwei der radialen Durchgangsöffnungen 16a-f hindurchgeführt sind. Ein erster Stromleiter 14a tritt stromeingangsseitig an einer Außenmantelseite 122 des Drosselkerns 12 in eine erste radiale Durchgangsöffnung 16a eines ersten Ringabschnittes 18a hinein. An einer Innenmantelseite 124 des Drosselkerns 12 tritt der erste Stromleiter 14a aus dem ersten Ringabschnitt 18a heraus und verläuft im Bereich einer Ringöffnung 126 bis zu einer ersten radialen Durchgangsöffnung 16f eines dritten Ringabschnittes 18c. Dort tritt der erste Stromleiter 14a durch die Durchgangsöffnung 16f hindurch und verläuft wiederum außenmantelseitig am Drosselkern 12 bis zur ersten radialen Durchgangsöffnung 16a des ersten Ringabschnittes 18a. Auf diese Weise ist eine Windung durch den ersten Stromleiter 14a gebildet. Nach mehreren Windungen tritt der erste Stromleiter 14a schließlich aus der ersten radialen Durchgangsöffnung 16f des dritten Ringabschnittes stromausgangsseitig heraus.
  • Analog zum ersten Stromleiter 14a verlaufen auch ein zweiter Stromleiter 14b und ein dritter Stromleiter 14c. Hierbei tritt der zweite Stromleiter 14b stromeingangsseitig über eine erste radiale Durchgangsöffnung 16c eines zweiten Ringabschnittes 18b in diesen hinein und stromausgangsseitig über eine zweite radiale Durchgangsöffnung 16b des ersten Ringabschnittes 18a aus diesem wieder heraus. Der dritte Stromleiter 14c tritt stromeingangsseitig über eine zweite radiale Durchgangsöffnung 16e des dritten Ringabschnittes 18c in diesen hinein und stromausgangsseitig über eine zweite radiale Durchgangsöffnung 16d des zweiten Ringabschnittes 18b aus diesem wieder heraus. Die Stromein- und -ausgänge sind in 1 jeweils durch einen Pfeil angedeutet.
  • In 1 ist ersichtlich, dass jeder der Stromleiter 14a-c eine Schleife bildet, die zwei einander zugewandte Endabschnitte zweier benachbarten Ringabschnitte 18a-c umschließt. Hierbei sind jeweils zwei Schleifen mittels eines gemeinsamen Ringabschnittes 18a-c magnetisch miteinander gekoppelt. Wie oben beschrieben führt diese Verkoppelung zwischen den Stromphasen zu einer Reduzierung der Stromrippel. Die Leistungsverluste des Leistungswandlers werden hierdurch verringert.
  • 2 zeigt die Drossel 10 aus 1 in einer Perspektivansicht. Dort ist ersichtlich, dass in jedem der drei Ringabschnitte 18a-c jeweils ein Querluftspalt 17 ausgebildet ist, wobei der Querluftspalt 17 zwischen zwei benachbarten Stromleitern 14a-c angeordnet ist. Durch den Querluftspalt 17 wird der Streuanteil der Induktivität (Streuinduktivität) des jeweiligen Ringabschnittes 18a-c, mit dem die Kapazität hinsichtlich Speicherung von Energie in Form von Magnetfeld zusammenhängt, bestimmt.
  • 3 zeigt einen Ringabschnitt 18 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der Ringabschnitt 18a weist eine Bogenform auf, die einen Winkel von ca. 120 Grad einschließt, wobei sich der Winkel auf eine axiale Richtung der Drossel 10 (nicht gezeigt) bezieht. Ähnlich wie bei der Ausführungsform aus 1 sind auch am in 3 gezeigten Ringabschnitt 18 zwei radiale Durchgangsöffnungen 16 ausgebildet. Ebenfalls ist zwischen den Durchgangsöffnungen 16 ein Querluftspalt 17 geformt, der jedoch im Unterschied zur Ausführungsform aus 1-2 an einem oberen Ende der Durchgangsöffnungen 16 angeordnet ist. Wie in 3 gezeigt, umfasst der Ringabschnitt 18 wie im Beispiel aus 1-2 einen Steg 15, von dessen Oberseite aus sich der Querluftspalt 17 axial nach oben erstreckt. Der Steg 15 beginnt jedoch nicht am oberen Ende der Durchgangsöffnungen 16 wie dies in der Ausführungsform aus 1-2 der Fall ist, sondern am unteren Ende der Durchgangsöffnungen 16.
  • 4 zeigt einen Stromleiter 14, der zum Hineinführen in die Durchgangsöffnung 16 bzw. zum Herausführen aus der Durchgangsöffnung 16 gewickelt ist. Der Stromleiter 14 weist in der gewickelten Form mehrere Windungen auf. Stromeingangs- und ausgangsseitig (jeweils angedeutet durch einen Pfeil) ist der Stromleiter 14 im Wesentlichen axial ausgerichtet.
  • 5 zeigt den Ringabschnitt 18 aus 3, an dem zwei Stromleiter 13, 14 aus 4 angebracht sind. Der jeweilige Stromleiter 13, 14 ist, ähnlich wie in der Ausführungsform aus 1-2, in die Durchgangsöffnung 16 hineingeführt und nach mehreren Windungen wieder aus der Durchgangsöffnung 16 herausgeführt. Einfachheitshalber sind 5 die beiden anderen Ringabschnitte 18a-c des ringförmigen Drosselkerns 10 nicht gezeigt.
  • 6 zeigt die Drossel 10 aus 1 und 2, wobei die Drossel 10 mit einem Verbindungsgehäuse 20 versehen ist. Das Verbindungsgehäuse 20 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und umfasst eine Grundplatte 21, auf der der ringförmige Drosselkern 12 zusammen mit den Stromleitern 14a-c aufsteht. Daher fungiert das Verbindungsgehäuse 20 auch als Träger für den Drosselkern 12. Das Verbindungsgehäuse 20 weist in seiner Umfangsrichtung mehrere Schutzstege 26a-c auf, die radial auf einer vom Zentrum des Drosselkerns 12 abgewandten Seite der jeweiligen Stromleiter 14a-c angeordnet sind, sodass die Stromleiter 14a-c in einer durch den jeweiligen Schutzsteg 26a-c und der Außenmantelseite 122 des Drosselkerns 12 definierten, bogenförmigen Rille platziert sind. An jedem der Schutzstege 26a-c sind zwei Führungslöcher 27 angeordnet, die zum Führen des stromeingangsseitigen bzw. des stromausgangsseitigen Endes der jeweiligen Stromleiter 14a-c dienen.
  • Zwecks Befestigung des Verbindungsgehäuses 20 mit der Leiterplatte (nicht gezeigt) ist mittig des Verbindungsgehäuses 20 ein Zentralring 22 ausgebildet, in dessen Öffnung eine Schraubverbindung vorgesehen werden kann. Außerdem ist zwischen benachbarten Schutzstegen 26a-c jeweils ein Außenring 24 angeordnet, dessen Öffnung zur Schraubenführung dienen kann. Die Drossel 10 und die Leiterplatte werden zusammen an einen Kühlkörper angebunden, vorzugsweise geschraubt. Auf diese Weise ist die Befestigung des Verbindungsgehäuses 20 und der Leiterplatte besonders stabil.
  • Zwecks Befestigung des Drosselkerns 12 auf der Grundplatte 21 sind mehrere Verbindungselemente 28a-c vorgesehen, die in diesem Beispiel jeweils ein Außenwandsegment 29a-c und ein Innenwandsegment 31a-c umfassen. Das Außenwandsegment 29a-c ist auf die Außenmantelseite 122 passend ausgebildet, wobei das Innenwandsegment 31a-c auf die Innenmantelseite 124 passend ausgebildet ist. Sowohl das Außenwandsegment 29a-c als auch das Innenwandsegment 31a-c weisen einen Vorsprung auf, der sich von dem Außen- bzw. Innenwandsegment 29a-c, 31a-c in einer dem Inneren des jeweiligen axialen Luftspaltes 19a-c zugewandten Richtung erstreckt. Zusätzlich zu den Verbindungselementen 28a-c ist mittig der drei Ringabschnitte 18a-c jeweils ein Aufnahmeelement 33a-c angeordnet, welches den jeweiligen Ringabschnitt 18a-c von unten und außen- sowie innenmantelseitig klemmend beaufschlagt.
  • 7 zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer Drosselanordnung 40 umfassend eine erste Drossel 42 und eine zweite Drossel 44, die im Wesentlichen der in 3-5 gezeigten Ausführungsform entspricht. Die beiden Drosseln 42, 44 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 46 angeordnet und, gemäß der in 6 gezeigten Weise, durch die gemeinsame Grundplatte 46 von unten sowie seitlich aufgenommen. 8 zeigt schematisch eine andere Perspektivansicht, in der eine Unterseite 462 der gemeinsamen Grundplatte 46 ersichtlich ist.
  • 9 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild eines Leistungswandlers 30, der eine Drossel 10, 42, 44 nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst. Zusätzlich umfasst der Leistungswandler 30 einen eingangsseitigen Spannungsanschluss 32 und einen ausgangsseitigen Spannungsanschluss 34. Am eingangsseitigen Spannungsanschluss 32 und ausgangsseitigen Spannungsanschluss 34 ist jeweils ein Zwischenkreiskondensator C1, C2 angeordnet, der zur Spannungsglättung dient.
  • Zwischen dem eingangsseitigen und ausgangsseitigen Spannungsanschluss 32, 34 ist die Drossel 10, 42, 44 angeordnet. Außerdem sind mehrere Halbbrücken 36a-c eingangsseitig der Drossel 10, 42, 44 angeordnet, durch deren Schalten eine Spannungsübersetzung bewerkstelligt wird. Eine erste Halbbrücke 36a ist einer ersten Stromphase zugeordnet. Eine zweite Halbbrücke 36a ist einer zweiten Stromphase zugeordnet. Eine dritte Halbbrücke 36a ist einer dritten Stromphase zugeordnet. Jede der Halbbrücken 36a-c umfasst einen Highside-Schalter und einen Lowside-Schalter, wobei der Lowside-Schalter mit einer Masse verbunden ist. Der Highside-Schalter und der Lowside-Schalter können jeweils ein Halbleiterbauteil, insbesondere einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und/oder einen Hochelektronenbeweglichkeitstransistor (HEMT) umfassen.
  • Jeder Halbbrücke 36a-c sind mehrere Induktivitätsanteile L12, L21, L13, L31, L23, L32 nachgeschaltet. Diese Induktivitätsanteile L12, L21, L13, L31, L23, L32 stellen schematisch diejenigen Induktivitätsanteile der Ringabschnitte 18a-c des Drosselkerns 12 dar, die jeweils mit einem Induktivitätsanteil einer der beiden anderen Stromphasen verkoppelt ist. Daher handelt es sich bei diesen Induktivitätsanteilen L12, L21, L13, L31, L23, L32 um Kopplungsinduktivitäten. Die Verkoppelung, die oben näher ausgeführt ist, ist in 9 jeweils durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Zusätzlich ist in der Stromleitung für jede Stromphase eine Streuinduktivität LStray, 1-3 geschaltet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Drossel
    12
    Drosselkern
    122
    Außenmantelseite
    124
    Innenmantelseite
    126
    Ringöffnung
    14, 14a-c
    Stromleiter
    15
    Steg
    16, 16a-f
    Durchgangsöffnung
    17
    Querluftspalt
    18, 18a-c
    Ringabschnitt
    19a-c
    axialer Luftspalt
    20
    Verbindungsgehäuse
    21
    Grundplatte
    22
    Zentralring
    24
    Außenring
    26a-c
    Schutzsteg
    27
    Führungsloch
    28a-c
    Verbindungselement
    29a-c
    Außenwandsegment
    30
    DC/DC-Wandler
    31a-c
    Innenwandsegment
    32
    Spannungsanschluss
    33a-c
    Aufnahmeelement
    34
    Spannungsanschluss
    36a-c
    Halbbrücke
    40
    Drosselanordnung
    42, 44
    Drossel
    46
    gemeinsame Grundplatte
    462
    Unterseite
    L12, L21, L13, L31, L23, L32, L31
    Kopplungsinduktivität
    LStray, 1-3
    Streuinduktivität
    C1, C2
    Zwischenkreiskondensator
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013202691 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Drossel (10) für einen Leistungswandler (30) eines Fahrzeugs, umfassend einen ringförmigen Drosselkern (12) und einen oder mehrere Stromleiter (14a-c) zum Leiten eines mittels einer Energiequelle (40) erzeugten Stroms, wobei der Stromleiter oder die mehreren Stromleiter (14a-c) jeweils durch eine radiale Durchgangsöffnung (16a-f) des ringförmigen Drosselkerns (12) hindurchgeführt sind, wobei sich die radiale Durchgangsöffnung (16a-f) von einer Außenmantelseite (122) bis zu einer Innenmantelseite (124) des ringförmigen Drosselkerns (12) erstreckt.
  2. Drossel (10) nach Anspruch 1, wobei jedem der mehreren Stromleiter (14a-c) eine zugehörige Stromphase von mehreren unterschiedlichen Stromphasen zugeordnet ist.
  3. Drossel (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der ringförmige Drosselkern (12) mehrere Ringabschnitte (18a-c) aufweist, an denen jeweils eine oder mehrere radiale Durchgangsöffnungen (16a-f) ausgebildet sind, wobei benachbarte Ringabschnitte (18a-c) durch einen Luftspalt (19a-c) voneinander getrennt sind.
  4. Drossel (10) nach Anspruch 3, wobei jeder der mehreren Stromleiter (14a-c) stromeingangsseitig in eine erste Durchgangsöffnung (16a-f) eines ersten Ringabschnitts (18a-c) hineingeführt und stromausgangsseitig aus einer zweiten Durchgangsöffnung (16a-f) eines zweiten Ringabschnitts (18a-c) herausgeführt ist.
  5. Drossel (10) nach Anspruch 4, wobei der erste Ringabschnitt (18a-c) und der zweite Ringabschnitt (18a-c) benachbarte Ringabschnitte (18a-c) sind.
  6. Drossel (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei jeder der mehreren Stromleiter (14a-c) eine Schleife bildet, die sowohl den ersten Ringabschnitt (18a-c) als auch den zweiten Ringabschnitt (18a-c) zumindest teilweise umschließt.
  7. Drossel (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein Luftspalt (17) in zumindest einem der mehreren Ringabschnitte (18a-c) ausgebildet ist, wobei der Luftspalt (17) vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Stromleitern (14a-c) angeordnet ist.
  8. Drossel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Drossel (10) an einer durch die Innenmantelseite (124) des ringförmigen Drosselkerns (12) definierten Ringöffnung (126) mit einer Leiterplatte verbindbar ist.
  9. Leistungswandler (30) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybridfahrzeug, umfassend einen ersten Spannungsanschluss (32) zum Erhalten einer Eingangsspannung einer DC-Energiequelle, einen zweiten Spannungsanschluss (34) zum Ausgeben einer Ausgangsspannung an ein Bordnetz des Fahrzeugs, der Leistungswandler (30) weiter umfassend zumindest eine Drossel (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  10. Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybridfahrzeug, umfassend einen Leistungswandler (30) gemäß Anspruch 9.
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