DE102021209142A1 - Assembly module for connecting at least one phase output of an inverter device and inverter arrangement with the inverter device and the assembly module - Google Patents
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Abstract
Inverter werden benötigt, um aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung zur Versorgung von Antriebsmotoren in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zu wandeln.
Es wird ein Montagemodul 3 zum Anschluss von mindestens einem Phasenausgang einer Invertervorrichtung 2 für ein Fahrzeug vorgeschlagen, mit mindestens einer Schieneneinrichtung 5, wobei die Schieneneinrichtung 5 einen Eingangsanschluss 6 zur Kontaktierung mit der Invertervorrichtung 2 und einen Ausgangsanschluss 7 aufweist, mit einem Kunststoffmantel 8, wobei der Kunststoffmantel 8 die mindestens eine Schieneneinrichtung 5 abschnittsweise umhüllt, mit mindestens einem Sensorikabschnitt zur Messung einer Prozessgröße des Montagemoduls 3, wobei der Kunststoffmantel 8 den mindestens einen Sensorikabschnitt mindestens abschnittsweise umhüllt und/oder stoffschlüssig aufnimmt.
Inverters are required to convert DC voltage to AC voltage to supply drive motors in electric vehicles or hybrid vehicles.
An assembly module 3 for connecting at least one phase output of an inverter device 2 for a vehicle is proposed, with at least one rail device 5, the rail device 5 having an input connection 6 for making contact with the inverter device 2 and an output connection 7, with a plastic casing 8, wherein the plastic casing 8 encases the at least one rail device 5 in sections, with at least one sensor section for measuring a process variable of the assembly module 3, the plastic casing 8 encasing the at least one sensor section at least in sections and/or receiving it in a materially bonded manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Montagemodul zum Anschluss von mindestens einem Phasenausgang einer Invertervorrichtung für ein Fahrzeug. Die Erfindung betrifft im Weiteren eine Inverteranordnung mit der Invertervorrichtung sowie mit dem Montagemodul.The invention relates to a mounting module for connecting at least one phase output of an inverter device for a vehicle. The invention also relates to an inverter arrangement with the inverter device and with the assembly module.
Inverter werden benötigt, um aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung zur Versorgung von Antriebsmotoren in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zu wandeln. Die Inverter weisen somit Eingänge zur Versorgung mit der Gleichspannung sowie Ausgänge zur Ausgabe der Wechselspannung auf. Die Inverter samt deren Anschlüsse müssen eine Vielzahl von Vorgaben hinsichtlich der elektrischen Funktionsfähigkeit sowie der Betriebssicherheit erfüllen. Die verwendete Gleichspannung wird im Fahrzeugbereich als Hochspannung (HV) bezeichnet und beträgt meist mehr als 100 V, so dass der Gesamtaufbau auf diese Spannung ausgelegt sein muss. Neben der Grundfunktion der Wandlung von der Gleichspannung zu der Wechselspannung, müssen im Bereich des Inverters eine Vielzahl von Prozesssignalen bereitgestellt werden, um den Inverter zu überwachen. Damit bildet der Inverter als Gesamtaufbau eine komplexe Anordnung mit einer Vielzahl von Kontaktstellen für die verschiedenen Spannungen, Meßsignale etc.Inverters are required to convert DC voltage to AC voltage to supply drive motors in electric vehicles or hybrid vehicles. The inverters thus have inputs for supplying the DC voltage and outputs for outputting the AC voltage. The inverters and their connections must meet a large number of specifications with regard to electrical functionality and operational safety. The DC voltage used is referred to as high voltage (HV) in the vehicle sector and is usually more than 100 V, so that the entire structure must be designed for this voltage. In addition to the basic function of converting DC voltage to AC voltage, a large number of process signals must be provided in the inverter area in order to monitor the inverter. As a result, the inverter as a whole forms a complex arrangement with a large number of contact points for the various voltages, measurement signals, etc.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine montagegerechte und fertigungsgerechte Kontaktierungsmöglichkeit für eine Invertervorrichtung vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch ein Montagemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Inverteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. In den Unteransprüchen, der Beschreibung mit den Figuren sind weitere Merkmale und Vorteile sowie Wirkungen der Erfindung beschrieben.It is the object of the present invention to propose a contacting option for an inverter device that is suitable for assembly and production. This object is achieved by an assembly module with the features of claim 1 and by an inverter arrangement with the features of
Gegenstand der Erfindung ist ein Montagemodul, wobei das Montagemodul zum Anschluss von mindestens einem Phasenausgang einer Invertervorrichtung für ein Fahrzeug geeignet und/ausgebildet ist. Das Montagemodul ist insbesondere als eine einstückige und/oder einteilige und/oder selbsthaltende Baugruppe ausgebildet. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Jedenfalls weist das Fahrzeug mindestens einen Traktionsmotor zum Antrieb des Fahrzeugs auf, wobei der Traktionsmotor als ein Elektromotor ausgebildet ist.The subject matter of the invention is an assembly module, the assembly module being suitable and/or designed for the connection of at least one phase output of an inverter device for a vehicle. The assembly module is designed in particular as a one-piece and/or one-piece and/or self-retaining assembly. The vehicle is designed in particular as an electric vehicle or as a hybrid vehicle. In any case, the vehicle has at least one traction motor for driving the vehicle, with the traction motor being designed as an electric motor.
Die Invertervorrichtung hat die Funktion, ausgehend von einer Gleichspannungsversorgung, insbesondere einer DC-Versorgung, eine Wechselspannungsversorgung, insbesondere eine AC-Versorgung für den Elektromotor, bereitzustellen. Die AC-Versorgung weist den mindestens einen Phasenausgang auf. Somit kann das Montagemodul auch als AC-Montagemodul bezeichnet werden. Beispielsweise weist die Invertervorrichtung eine Zwischenkreiskondensatoreinrichtung und eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen auf. Die Schalteinrichtungen sind eingangsseitig mit der Zwischenkreiskondensatoreinrichtung und ausgangsseitig mit dem mindestens einen Phasenausgang verbunden.The inverter device has the function of providing an AC voltage supply, in particular an AC supply for the electric motor, starting from a DC voltage supply, in particular a DC supply. The AC supply has the at least one phase output. Thus, the assembly module can also be referred to as an AC assembly module. For example, the inverter device has an intermediate circuit capacitor device and a plurality of switching devices. The switching devices are connected to the intermediate circuit capacitor device on the input side and to the at least one phase output on the output side.
Das Montagemodul weist mindestens eine Schieneneinrichtung, vorzugsweise mehrere Schieneneinrichtungen und insbesondere genau drei Schieneneinrichtungen auf. Die Schieneneinrichtungen weisen einen Eingangsanschluss zur Kontaktierung mit der Invertervorrichtung und einen Ausgangsanschluss zur Ausgabe der AC-Versorgung auf. Die Schieneneinrichtung kann auch als Busbar bezeichnet werden. Insbesondere ist die Schieneneinrichtung als ein elektrischer Leiter ausgebildet.The assembly module has at least one rail device, preferably a plurality of rail devices and in particular exactly three rail devices. The rail assemblies have an input port for contacting the inverter device and an output port for outputting the AC supply. The rail device can also be referred to as a busbar. In particular, the rail device is designed as an electrical conductor.
Das Montagemodul weist einen Kunststoffmantel auf, wobei der Kunststoffmantel die mindestens eine Schieneneinrichtung abschnittsweise umhüllt. Der Kunststoffmantel ist mit der Schieneneinrichtung stoffschlüssig verbunden. Der Kunststoffmantel ist insbesondere urformend auf die mindestens eine Schieneneinrichtung aufgebracht. Der Kunststoffmantel wird beispielsweise vergossen, so dass der Kunststoffmantel als ein Vergussmantel ausgebildet ist. Alternativ wird die mindestens eine Schieneneinrichtung umspritzt, so dass der Kunststoffmantel als ein Umspritzmantel ausgebildet ist. Durch das Vergießen und/oder Umspritzen wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen Kunststoffmantel und der mindestens einen Schieneneinrichtung hergestellt.The assembly module has a plastic casing, the plastic casing partially encasing the at least one rail device. The plastic jacket is materially connected to the rail device. The plastic jacket is applied to the at least one rail device in particular in a primary form. The plastic jacket is cast, for example, so that the plastic jacket is designed as a cast jacket. Alternatively, the at least one rail device is overmoulded, so that the plastic jacket is designed as an overmoulded jacket. The integral connection between the plastic casing and the at least one rail device is produced by the casting and/or overmoulding.
Das Montagemodul weist mindestens einen Sensorikabschnitt zur Messung einer Prozessgröße des Montagemoduls auf. Der Sensorikabschnitt kann insbesondere nur einen Teil (Abschnitt) der Sensorik bilden. Beispielsweise kann die Sensorik in einen Sensor als Sensorikabschnitt und eine zum Sensor passende Auswerteeinheit als weiteren Sensorikabschnitt aufgeteilt werden.The assembly module has at least one sensor section for measuring a process variable of the assembly module. The sensor section can in particular only form a part (section) of the sensor system. For example, the sensor system can be divided into a sensor as the sensor system section and an evaluation unit that matches the sensor as a further sensor system section.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kunststoffmantel den mindestens einen Sensorikabschnitt mindestens abschnittsweise umhüllt und/oder stoffschlüssig aufnimmt. Insbesondere ist der Kunststoffmantel auf den Sensorikabschnitt urformend aufgebracht. Insbesondere ist der mindestens eine Sensorikabschnitt in dem Vergussmantel vergossen oder in dem Umspritzmantel umspritzt.In the context of the invention, it is proposed that the plastic casing at least partially encloses and/or cohesively accommodates the at least one sensory section. In particular, the plastic jacket is applied to the sensor section in a primary form. In particular, the at least one sensor section is cast in the cast jacket or encapsulated in the overmolding jacket.
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass in das Montagemodul mehr Funktionen als nur eine Kontaktierung der Invertervorrichtung eingebracht wird. Dadurch, dass das Montagemodul als einstückige und/oder selbsthaltende Baugruppe bereits mindestens einen Sensorikabschnitt umfasst, muss dieser Sensorikabschnitt bei der Herstellung der Inverteranordnung nicht zusätzlich montiert werden, sondern ist bereits mit der Montage des Montagemoduls in der Inverteranordnung angeordnet. Dadurch wird eine montage- und fertigungsfreundliche Ausgestaltung der Inverteranordnung erreicht.It is a consideration of the invention that in the mounting module more functions than just contacting of the inverter device is introduced. Since the assembly module already comprises at least one sensor section as a one-piece and/or self-retaining assembly, this sensor section does not have to be additionally assembled during production of the inverter arrangement, but is already arranged in the inverter arrangement when the assembly module is assembled. This achieves a configuration of the inverter arrangement that is easy to assemble and manufacture.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schieneneinrichtung einen Shuntsensor auf, wobei der Shuntsensor eine Ausführung für den mindestens einen Sensorikabschnitt bildet. Der Shuntsensor kann als Prozessgröße einen Stromfluss messen. Insbesondere ist der Shuntsensor stoffschlüssig in dem Kunststoffmantel angeordnet. Beispielsweise kann der Shuntsensor als ein Zwischenstück in der Schieneneinrichtung ausgebildet sein. Dieses Zwischenstück ist elektrisch seriell in der Schieneneinrichtung angeordnet und weist beispielsweise einen höheren Widerstand als das sonstige Schienenmaterial auf. Ferner können Shuntanschlüsse vorgesehen sein, so dass das Shuntsignal von dem Shuntsensor weggeführt werden kann. Dadurch, dass der Shuntsensor bereits in dem Montagemodul implementiert ist, muss kein anderer Stromsensor zusätzlich auf das Montagemodul und/oder die Invertervorrichtung aufgesetzt werden.In a preferred embodiment of the invention, the rail device has a shunt sensor, the shunt sensor forming an embodiment for the at least one sensor section. The shunt sensor can measure a current flow as a process variable. In particular, the shunt sensor is arranged in a materially bonded manner in the plastic casing. For example, the shunt sensor can be designed as an intermediate piece in the rail device. This intermediate piece is arranged electrically in series in the rail device and has, for example, a higher resistance than the rest of the rail material. Furthermore, shunt connections can be provided so that the shunt signal can be routed away from the shunt sensor. Due to the fact that the shunt sensor is already implemented in the mounting module, no other current sensor has to be additionally placed on the mounting module and/or the inverter device.
Bei einer Alternative oder Weiterbildung der Erfindung weist das Montagemodul einen Temperatursensor auf. Der Temperatursensor kann als Prozessgröße eine Temperatur messen. Insbesondere ist der Temperatursensor als ein PTC-Sensor ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor eine Ausführung für den mindestens einen Sensorikabschnitt bildet. Insbesondere ist der Temperatursensor zumindest abschnittsweise mit dem Kunststoffmantel stoffschlüssig verbunden. Auch wenn der Temperatursensor bereits in das Montagemodul integriert ist, wird die Komplexität für den Anschluss der Invertervorrichtung reduziert.In an alternative or development of the invention, the assembly module has a temperature sensor. The temperature sensor can measure a temperature as a process variable. In particular, the temperature sensor is designed as a PTC sensor. It can be provided that the temperature sensor forms an embodiment for the at least one sensor section. In particular, the temperature sensor is materially bonded to the plastic jacket at least in sections. Even if the temperature sensor is already integrated into the mounting module, the complexity for connecting the inverter device is reduced.
Es ist möglich, dass ein Stromsensor anders ausgebildet ist und trotzdem der Temperatursensor in dem Montagemodul integriert ist. Es ist jedoch bevorzugt, dass sowohl der Shuntsensor als auch der Temperatursensor in dem Montagemodul stoffschlüssig eingebettete sind.It is possible for a current sensor to be designed differently and for the temperature sensor to be integrated in the assembly module. However, it is preferred that both the shunt sensor and the temperature sensor are embedded in the assembly module in a materially bonded manner.
Besonders bevorzugt ist der Temperatursensor überlappend und/oder deckungsgleich zu dem Shuntsensor angeordnet. Diese Ausgestaltung berücksichtigt den Umstand, dass der Shuntsensor aufgrund des leicht vergrößerten Widerstands eine Wärmequelle in dem Montagemodul und/oder der Schieneneinrichtung bildet. Dadurch, dass der Temperatursensor unmittelbar benachbart dem Shuntsensor angeordnet ist, wird somit die wärmste Stelle der Schieneneinrichtung durch den Temperatursensor überwacht. Es ist jedoch auch möglich, dass der Temperatursensor nachträglich angeordnet wird und nicht in dem Kunststoffmantel integriert ist.The temperature sensor is particularly preferably arranged so that it overlaps and/or is congruent with the shunt sensor. This configuration takes into account the fact that the shunt sensor forms a heat source in the mounting module and/or the rail device due to the slightly increased resistance. Due to the fact that the temperature sensor is arranged directly adjacent to the shunt sensor, the warmest point of the rail device is monitored by the temperature sensor. However, it is also possible for the temperature sensor to be arranged subsequently and not integrated in the plastic casing.
Besonders bevorzugt ist, wenn der Temperatursensor durch eine Zwischenschicht elektrisch isoliert von dem Shuntsensor angeordnet ist, um einen Spannungsübergang und/oder Stromfluss von der Schieneneinrichtung, insbesondere von dem Shuntsensor, auf den Temperatursensor zu vermeiden. Die Zwischenschicht kann beispielsweise durch die Kunststoffmasse des Kunststoffmantels erfolgen, wenn der Temperatursensor nachträglich aufgebracht wird. Alternativ hierzu kann eine Isolierschicht, insbesondere Isolierfolie, beispielsweise einer Kaptonfolie, oder eine TIM-Schicht zwischen dem Temperatursensor und der Schieneneinrichtung angeordnet sein, wenn der Temperatursensor in dem Kunststoffmantel stoffschlüssig angeordnet ist.It is particularly preferred if the temperature sensor is arranged electrically insulated from the shunt sensor by an intermediate layer in order to avoid a voltage transfer and/or current flow from the rail device, in particular from the shunt sensor, to the temperature sensor. The intermediate layer can be made, for example, by the plastic mass of the plastic jacket if the temperature sensor is applied later. As an alternative to this, an insulating layer, in particular insulating film, for example a Kapton film, or a TIM layer can be arranged between the temperature sensor and the rail device if the temperature sensor is arranged in a materially bonded manner in the plastic casing.
Bei einer Alternative oder Weiterbildung der Erfindung weist das Montagemodul eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Signale aus dem Shuntsensor und/oder aus dem Temperatursensor auf. Die Auswerteeinheit bildet eine mögliche Ausführung für den mindestens einen Sensorikabschnitt. Beispielsweise umfasst die Auswerteeinheit eine Leiterplatte, wobei die Leiterplatte mit dem Temperatursensor und/oder mit dem Shuntsensor signaltechnisch verbunden ist. Die Auswerteeinheit kann stoffschlüssig in den Kunststoffmantel integriert sein. Alternativ hierzu wird die Auswerteeinheit auf den Kunststoffmantel nachträglich aufgesetzt. Bei dieser Alternative können an dem Kunststoffmantel Auflageflächen für eine definierte Auflage und/oder Klebverbindung der Auswerteeinheit vorgesehen sein.In an alternative or development of the invention, the assembly module has an evaluation unit for evaluating the signals from the shunt sensor and/or from the temperature sensor. The evaluation unit forms a possible embodiment for the at least one sensor section. For example, the evaluation unit includes a printed circuit board, the printed circuit board being connected to the temperature sensor and/or to the shunt sensor in terms of signals. The evaluation unit can be integrally integrated into the plastic casing. As an alternative to this, the evaluation unit is subsequently placed on the plastic casing. In this alternative, bearing surfaces for a defined bearing and/or adhesive connection of the evaluation unit can be provided on the plastic casing.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Montagemodul eine Einsteckbuchse zum Einstecken von einem Laschenanschluss der Invertervorrichtung auf. Der Laschenanschluss bildet den Phasenausgang. Die Einsteckbuchse weist insbesondere einen rechteckigen Querschnitt auf. Insbesondere ist die Einsteckbuchse als ein Einsteckschlitz ausgebildet. Das Montagemodul kann in einer Aufsteckrichtung auf die Invertervorrichtung aufgesteckt werden, wobei die Einsteckbuchse auf den Laschenanschluss aufgeschoben wird.In a preferred development of the invention, the assembly module has a plug-in socket for plugging in a lug connection of the inverter device. The tab connection forms the phase output. In particular, the plug-in socket has a rectangular cross section. In particular, the plug-in socket is designed as a plug-in slot. The assembly module can be plugged onto the inverter device in a plug-on direction, with the plug-in socket being pushed onto the tab connection.
Die Einsteckbuchse wird im Inneren auf einer Seite, insbesondere an einem Deckenabschnitt, durch den Eingangsanschluss der Schieneneinrichtung gebildet. Gegenüberliegend zu dem Eingangsanschluss und/oder an einem Bodenabschnitt der Einsteckbuchse weist das Montagemodul einen Keilabschnitt auf. Beispielsweise kann der Keilabschnitt durch Einlegen eines Keilelements vor dem Urformen des Kunststoffmantels gebildet werden. Alternativ wird der Keilabschnitt durch den Kunststoffmantel gebildet. Der Keilabschnitt ist gegen die Aufsteckrichtung und/oder in einer Einsteckrichtung zu dem Eingangsanschluss zulaufend ausgebildet. Somit wird die Einsteckbuchse gegen den Verlauf der Aufsteckrichtung und/oder nach Innen und/oder in der Einsteckrichtung zunehmend schmaler. Dies führt dazu, dass bei einem Einstecken des Laschenanschlusses in die Einsteckbuchse der Laschenanschluss gegen den Eingangsanschluss gepresst wird. Auf diese Weise wird eine gute elektrische Kontaktierung zwischen dem Laschenanschluss und dem Eingangsanschluss hergestellt. Die Kontaktierung kann auch durch eine entsprechend tolerierte Höhe von Lasche und Laschenanschluss übernommen werden. Hier kann zusätzlich oder auch ohne die Keilwirkung kontaktiert werden durch eine quasi leichte Biegung der Kontaktlasche.The plug-in socket is formed internally on one side, in particular on a ceiling section, by the input connection of the rail device. Opposite the input port and/or on a bottom portion of the socket, the mounting module has a wedge portion. For example, the wedge section be formed by inserting a wedge element before the primary shaping of the plastic jacket. Alternatively, the wedge section is formed by the plastic jacket. The wedge section is designed to taper towards the input connection counter to the push-on direction and/or in a plug-in direction. The plug-in socket thus becomes increasingly narrower towards the course of the plug-on direction and/or inwards and/or in the plug-in direction. As a result, when the tab connector is inserted into the socket, the tab connector is pressed against the input connector. In this way, good electrical contact is established between the tab connection and the input connection. The contact can also be taken over by a correspondingly tolerated height of the lug and lug connection. In addition to or without the wedge effect, contact can be made here by a quasi-slight bending of the contact lug.
Konstruktiv ist es bevorzugt, dass die Schieneneinrichtung L-förmig ausgebildet ist, wobei der liegende Schenkel den Eingangsanschluss bildet. Vorzugsweise weisen der Eingangsanschluss und der Laschenanschluss die gleiche Breite senkrecht zu der Aufsteckrichtung auf. Alternativ oder ergänzend weist der stehende Schenkel den Shuntsensor auf.Structurally, it is preferable for the rail device to be L-shaped, with the lying leg forming the input connection. Preferably, the entry terminal and the tab terminal have the same width perpendicular to the direction of insertion. Alternatively or additionally, the standing leg has the shunt sensor.
Es ist bevorzugt, dass das Montagemodul mindestens eine Montagehülse aufweist. Die Montagehülse ist in dem Kunststoffmantel stoffschlüssig angeordnet. Eine Befestigungsrichtung der Montagehülse ist senkrecht zu der Aufsteckrichtung und/oder zu der Flächenerstreckung des Eingangsanschlusses und/oder des Laschenanschlusses ausgerichtet. Insbesondere weist die mindestens eine Montagehülse eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme von einem Schraubenelement auf. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Invertervorrichtung und das Montagemodul ineinandergesteckt werden und nachträglich miteinander durch das Schraubenelement in der Montagehülse fixiert werden. In der Befestigungsrichtung sind vorzugsweise der Eingangsanschluss und der Laschenanschluss überlappend und zudem nacheinander so angeordnet, dass durch das Befestigen der Montagehülse der Eingangsanschluss auf den Laschenanschluss aufgedrückt (Zusatz oben) wird.It is preferred that the assembly module has at least one assembly sleeve. The mounting sleeve is cohesively arranged in the plastic casing. A fastening direction of the mounting sleeve is aligned perpendicular to the push-on direction and/or to the surface extension of the input connection and/or the tab connection. In particular, the at least one mounting sleeve has a through-opening for receiving a screw element. For example, it can be provided that the inverter device and the mounting module are plugged into one another and are subsequently fixed to one another by the screw element in the mounting sleeve. In the fastening direction, the input connection and the lug connection are preferably arranged in an overlapping manner and also one after the other such that the input connection is pressed onto the lug connection by fastening the mounting sleeve (addition above).
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kunststoffmantel als ein wärmeleitender Kunststoff ausgebildet, wobei die Wärmeleitung größer als 4 W/ m*K oder größer ausgebildet ist. Hierdurch wird die Kühlung verbessert und die Wärmekapazität und die äußere Oberfläche vergrößert, so dass auftretende Wärme besser aufgenommen werden kann.Provision is particularly preferably made for the plastic jacket to be in the form of a thermally conductive plastic, with the heat conduction being greater than 4 W/m*K or greater. This improves the cooling and increases the heat capacity and the outer surface, so that any heat that occurs can be better absorbed.
Besonders bevorzugt ist, dass das Montagemodul drei der Schieneneinrichtungen aufweist. Damit kann mit einem einzigen Montagemodul ein dreiphasiger AC-Ausgang dargestellt werden. Vorzugsweise sind die Schieneneinrichtungen parallel und/oder in einer Reihe angeordnet.It is particularly preferred that the assembly module has three of the rail devices. A three-phase AC output can thus be represented with a single mounting module. The rail devices are preferably arranged in parallel and/or in a row.
Ein weiterer Gegenstand der in Erfindung bildet eine Inverteranordnung, wobei diese die zuvor beschriebene Invertervorrichtung sowie das Montagemodul umfasst, wobei die Invertervorrichtung und das Montagemodul ineinandergesteckt sind.
-
1 eine schematische, dreidimensionale Darstellung einer Inverteranordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von Einlegerteilen für das Montagemodul in der1 ; -
3 eine schematische, dreidimensionale und teilweise durchsichtig gestaltete Darstellung von einem Montagemodul für die Invertervorrichtung der vorhergehenden Figuren als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 in gleicher Darstellung wie inder 3 das vollständig bestückte Montagemodul; -
5 a, b eine Detailansicht des Montagemoduls der vorhergehenden Figuren im Bereich einer Einsteckbuchse.
-
1 a schematic, three-dimensional representation of an inverter arrangement as an embodiment of the invention; -
2 a schematic, three-dimensional representation of insert parts for the assembly module in the1 ; -
3 a schematic, three-dimensional and partially transparent representation of a mounting module for the inverter device of the preceding figures as an embodiment of the invention; -
4 in the same representation as in the3 the fully assembled assembly module; -
5a, b a detailed view of the assembly module of the preceding figures in the area of a socket.
Die
Das Montagemodul 3 kann in einer Aufsteckrichtung A auf die Laschenanschlüsse 4 aufgesteckt werden, um diese elektrisch zu kontaktieren. Das Montagemodul 3 bildet somit einen Anschluss von drei Phasenausgängen und/oder einer dreiphasiger AC-Versorgung.The mounting
Das Montagemodul 3 weist drei Schieneneinrichtungen 5 auf, welche jeweils einen hier nur verdeckt dargestellten Eingangsanschluss 6 zur Kontaktierung mit der Invertervorrichtung 2, insbesondere mit deren Laschenanschlüssen 4 aufweisen. Ferner weisen die Schieneneinrichtungen 5 jeweils einen Ausgangsanschluss 7 auf, damit die AC-Versorgung weitergeleitet werden kann. Die Schieneneinrichtungen 5 sind in einer Reihe parallel versetzt, voneinander beabstandet und insbesondere elektrisch isoliert zueinander angeordnet.The
Das Montagemodul 3 weist einen Kunststoffmantel 8 auf, wobei der Kunststoffmantel 8 die Schieneneinrichtungen stoffschlüssig einschließt und/oder aufnimmt. Der Kunststoffmantel 8 wird urformend hergestellt und kann beispielsweise durch Vergießen, Umspritzen oder allgemein Spritzguss hergestellt werden. (ggf. auch als zweiteilige Clipverbindung mit Füllstoff möglich (z.B. Prototypbereich via 3D-Druck)The
Das Montagemodul 3 weist drei Einsteckbuchsen 9 auf, wobei das Montagemodul 3 in Aufsteckrichtung A so montiert wird, dass die Laschenanschlüsse 4 in die Einsteckbuchsen 9 gelangen, so dass die Eingangsanschlüsse 6 kontaktiert werden. Das Montagemodul 3 weist vier Montagehülsen 10 auf, wobei durch die Montagehülse 10 Schrauben 11 eingeführt werden können und zwar in einer Richtung senkrecht zu der Aufsteckrichtung A, um das Montagemodul 3 an der Invertervorrichtung 2 zu befestigen. Die Montagehülsen 10 sind beispielsweise aus dem Material EN AW 6082 (wahlweise T6) gefertigt.The mounting
Die
Die Schieneneinrichtungen 5 sind L-förmig ausgebildet, wobei das obere Ende des stehenden Schenkels den Ausgangsanschluss 7 und der liegende Schenkel den Eingangsanschluss 6 bildet. Die Schieneneinrichtungen 5 weisen im mittleren Teil ein Zwischenstück auf, wobei das Zwischenstück einen Shuntsensor 13 bildet. Insbesondere sind die Abschnitte mit dem Eingangsanschluss 6 bzw. dem Ausgangsanschluss 7 aus Kupfer und der Shuntsensor aus einer CuMn-Verbindung gefertigt. Zum Abgreifen eines Spannungsabfalls bei dem Shuntsensor 13 weisen die Schieneneinrichtungen jeweils zwei Signalpins 14 auf. Die Signalpins 14 sind entlang einer Mittellinie vor und hinter dem Shuntsensor 13 angeordnet und erstrecken sich senkrecht zu der Flächenerstreckung der Schieneneinrichtung 5.The
Die Montagehülsen 10 sind als gerade Hohlzylinder ausgebildet und weisen an der Oberseite Verbreiterungen auf, so dass diese beim Einschrauben der Schrauben 11 eine ausreichende Auflagefläche auf bzw. in dem Kunststoffmantel 8 haben.The mounting
Die
Der Kunststoffmantel 8 ist in einem unteren Bereich mit den Einsteckbuchsen 9 als ein durchgängiger Block ausgebildet, im oberen Bereich stehen Absätze heraus, welche die Schieneneinrichtungen 5 umhüllen. Aus dieser Darstellung sind nochmals die Einsteckbuchsen 9 zu erkennen, in die die Laschenanschlüsse 4 eingeschoben sind. Der Kunststoffmantel 8 ist im Bereich der Shuntsensors 13 fensterartig ausgespart, so dass von außen ein Zugriff auf den Shuntsensor 13 durch den Kunststoffmantel 8 zur Kontaktierung des Shuntsensors 13 möglich ist. Auf den Kunststoffmantel 8 sind kreisförmige Auflageflächen 15 aufgebracht, welche eine definierte Positionierung von weiteren Komponenten ermöglicht, wie nachfolgend noch ausgeführt wird. Die Auflageflächen 15 sind beispielsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Es ist ferner zu erkennen, dass die Signalpins 14 durch den Kunststoffmantel 8 durchgeführt sind, so dass der Shuntsensor 13 trotz des Kunststoffmantels 8 kontaktierbar ist.The
Die
Auf den Auflageflächen 15 von einer Schieneneinrichtung 5 wurde jeweils eine Auswerteeinheit 16 aufgelegt, wobei die Auswerteeinheit 16 jeweils eine Platine umfasst oder durch diese gebildet wird. Zum einen werden mit der Auswerteeinheit 16, insbesondere über die Platine, die überstehenden Signalpins 14 kontaktiert. Zum anderen werden die Temperatursensoren 12 über zusätzliche elektrische Leitungen mit der Auswerteeinheit 16 verbunden. Hierfür weist die Auswerteeinheit 16, insbesondere die Platine, einen fensterartigen Durchlass auf, wobei der fensterartige Durchlass deckungsgleich zu der fensterartigen Aussparung in dem Kunststoffmantel 8 angeordnet ist. Die Auswerteeinheit 16, insbesondere die Platine, liegt auf den Auflageflächen 15 auf und ist somit in der Position definiert. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist es auch denkbar, dass auch die Auswerteeinheit 16 auf den Schieneneinrichtungen 5 montiert wird und nachfolgend mit dem Kunststoffmantel 8 im Urformvorgang umhüllt wird, so das alle drei Sensorabschnitte, nämlich der Temperatursensor 12, der Shuntsensor 13 und die Auswerteeinheit 16 stoffschlüssig von dem Kunststoff des Kunststoffmantels 8 umhüllt sind. Zur Kontaktierung der Auswerteeinheiten 16 können diese Stecker oder Buchsen aufweisen.An
In der
Um den elektrischen Kontakt weiter zu verbessern ist in dem Kunststoffmantel 8 ein Keilabschnitt 17 eingebracht, welcher in der
Mit dem Montagemodul 3 können insbesondere die folgenden Vorteile erreicht werden: Es wird ein verkleinerter Bauraumbedarf durch die kompakte Ausgestaltung erreicht. Durch das Einhüllen der Schieneneinrichtungen 5 mit dem Kunststoffmantel 8 werden Luft-Kriechstrecken minimiert. Einfache Montage und Demontage. Die HV - Kontaktierung erfolgt via Klemmen (Steckkontakt). Reduzierung von Schraubverbindungen. Insbesondere ist die HV-Durchschlagsfestigkeit größer als 24/kV/mm (für 0,2 mm). Die Kunststoffmasse des Kunststoffmantels 8 ist wärmeleitend mit mehr als 4W/m*K.In particular, the following advantages can be achieved with the assembly module 3: A reduced installation space requirement is achieved due to the compact design. Air creepage distances are minimized by encasing the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Inverteranordnunginverter arrangement
- 22
- Invertervorrichtunginverter device
- 33
- Montagemodulassembly module
- 44
- Laschenanschlusstab connection
- 55
- Schieneneinrichtungrail facility
- 66
- Eingangsanschlussinput port
- 77
- Ausgangsanschlussoutput port
- 88th
- Kunststoffmantelplastic jacket
- 99
- Einsteckbuchsensockets
- 1010
- MontagehülseAssembly sleeve
- 1111
- Schraubenscrews
- 1212
- Temperatursensortemperature sensor
- 1313
- Shuntsensorshunt sensor
- 1414
- Signalpinssignal pins
- 1515
- Auflageflächenbearing surfaces
- 1616
- Auswerteeinheitevaluation unit
- 1717
- Keilabschnittwedge section
- AA
- Aufsteckrichtungmounting direction
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