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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Leistungselektronik und ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik.
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Stand der Technik
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Übliche Antriebskonzepte mit elektrischen Maschinen weisen eine Leistungselektronik auf, welche zum Steuern der elektrischen Maschine im Fahrzeug oder der e-Achse verbaut sein kann. Für den Reparatur-Fall oder zum Austausch der Leistungselektronik ist es wünschenswert eine Leistungselektronik bereitzustellen, die mit einer Schutzhaube versehen werden kann, wodurch empfindliche Elektronik-Komponenten beispielsweise in einer Werkstatt infolge durch Verunreinigungen einem geringeren Risiko für eine Verunreinigung ausgesetzt sein können oder sogar gänzlich davor geschützt werden können.
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Üblicherweise kann eine Abdeckung der Leistungselektronik als Service-Abdeckung und daher als eine Zusatzkomponente mit zusätzlicher Masse ausgeformt sein.
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In der
DE 10 2012 203 634 A1 wird ein Steuergerät mit einer Leistungselektronik und einem Gehäuse beschrieben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Gehäuse für eine Leistungselektronik nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik nach Anspruch 6.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, ein Gehäuse für eine Leistungselektronik und ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik anzugeben, wobei eine verbesserte Abdeckung für die Leistungselektronik bereitgestellt werden kann.
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Erfindungsgemäß umfasst das Gehäuse für eine Leistungselektronik in einem Fahrzeug einen Abdeckbereich, welcher einen Innenbereich ringsum umläuft, wobei der Abdeckbereich auf der Leistungselektronik oder auf einer Grundplatte der Leistungselektronik aufsetzbar ist und dann die Leistungselektronik zumindest bereichsweise umgibt und/oder abdeckt, etwa seitlich, wobei der Abdeckbereich eine Abdeckseite umfasst, die der Leistungselektronik oder der Grundplatte abgewandt ist und eine verschließbare Ausnehmung in der Abdeckseite umfasst.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen PKW mit einem Antrieb handeln, der einen Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine umfassen kann. Die elektrische Maschine kann durch die Leistungselektronik angesteuert und betrieben werden.
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Die Leistungselektronik kann sich im Innenbereich befinden, welcher dann abgedeckt werden kann, seitlich und von einer der Grundplatte oder Leistungselektronik gegenüberliegenden Abdeckseite, in welcher die Ausnehmung eingebracht ist und diese etwa von einem Kühlkörper oder anderen Deckel verschließbar sein kann.
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Die Ausnehmung kann eine Breite und Länge aufweisen, welche größer sein kann als die entsprechende Breite und Länge einer Platine der Leistungselektronik. Alternativ kann die Ausnehmung jedoch auch kleinere Dimensionen für die Breite und Länge aufweisen als die Leistungselektronik, so dass lediglich ein Zugriff auf die Leistungselektronik durch die Ausnehmung bei (ringsum) verschlossenem Gehäuse möglich bleibt. Eine Basisplatine der Leistungselektronik kann der Grundplatte entsprechen. Die Abdeckseite kann dem Abdeckbereich entsprechen, also einem Deckel von der Abdeckseite, welcher mit einem Kühlkörper verschließbar ist und dann als verschlossener Deckel von der Abdeckseite wirken kann. Die Abdeckseite ist hierbei lediglich als eine Bezeichnung der Abdeckung zu verstehen, wenn das Gehäuse von oben auf die Leistungselektronik aufgesetzt wird, betrifft die Abdeckseite eine Oberseite und wenn das Gehäuse von unten auf die Leistungselektronik aufgesetzt wird, betrifft die Abdeckseite eine Unterseite.
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In einem Reparaturfall kann eine beschädigte oder intakte Leistungselektronik mit dem Gehäuse oder aus dem Gehäuse herausgenommen werden und durch eine neue Leistungselektronik, bestehen aus eine neuen erfindungsgemäßen Gehäuse oder nur aus der Leistungselektronik, ersetzt werden.
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Es kann vorteilhaft beim Auslegen des Bauraums für die eAchse des Fahrzeugs dieser gegenüber üblichen Ausführungen verringert werden.
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Es kann eine Reduzierung des Materialeinsatzes für das Gehäuse erzielt werden, welches eine Service-Abdeckung für die Wartung der Leistungselektronik darstellen kann. Ebenso kann ein nötiger Bauraum eingespart werden. Beide Aspekte können zu einer Kostenreduzierung und Gewichtsreduzierung führen. So kann auch eine Reduzierung des zusätzlichen Platzbedarfs für die Service-Abdeckung einer eAchse erzielt werden, was einen Platzgewinn für die Anordnung der übrigen Komponenten der Leistungselektronik bedeuten kann.
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Mit der Abdeckung durch das Gehäuse kann durch die verschließbare Abdeckung das Konstruktions- und Abdichtungsprinzip so konzipiert sein, dass sich dadurch Vorteile betreffend den nötigen Materialeinsatz für die Service-Abdeckung ergeben können. So kann eine Gewichtseinsparung, Bauraumeinsparung und/oder Kosteneinsparung erzielt werden.
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Es kann eine Reduzierung des Materialeinsatzes für die Service-Abdeckung erzielt werden, was zu einer Kostenreduzierung und einer Gewichtsreduzierung führen kann.
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Bei der Reduzierung von Materialeinsatz kann die Abdeckung teilweise den Bereich der Leistungselektronik abdecken, wobei unkritische Bereiche der Leistungselektronik (nicht-elektrische Komponenten wie etwa eine Kühlplatte) unbedeckt bleiben können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gehäuses für eine Leistungselektronik weist der Abdeckbereich in Draufsicht auf die Grundplatte eine Quaderform auf, die den Innenbereich umläuft und/oder abdeckt.
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Mit einer Quaderform kann eine vorteilhafte Abdeckung eines bestimmten Innenvolumens des Gehäuses und eines Bereichs um die Leistungselektronik abgedeckt werden, mit einer bestimmten Höhe, Länge und Breite. Des Weiteren kann eine Quaderform einfach eingebaut und hergestellt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gehäuses für eine Leistungselektronik ist ein Kühlkörper in der Ausnehmung einfassbar und die Ausnehmung ist mit dem Kühlkörper verschließbar.
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Die Ausnehmung kann mit einem Kühlkörper, etwa einer Kühlplatte, erschlossen werden, wobei die Kühlplatte eine (etwa ebene) Außenfläche als Abdeckseite des Gehäuses darstellen kann. Durch die Kühlplatte kann sowohl eine Abdeckung, also ein Verschließen des Gehäuses, als auch ein Kühlelement für die Leistungselektronik bereitgestellt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gehäuses für eine Leistungselektronik ist die verschlossene Ausnehmung mit einem Dichtmaterial verschließbar.
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Mittels eines Dichtmaterials kann der Dichtegrad des Verschlusses zwischen dem Abdeckbereich und der Verschlussplatte, etwa dem Kühlelement, verbessert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Gehäuses für eine Leistungselektronik umfasst dieses das Dichtmaterial, mit welchem ein Rand zwischen dem Kühlkörper und dem Abdeckbereich versiegelt ist und eine der Leistungselektronik abgewandte Seite des Kühlkörpers ist mit dem Dichtmaterial versiegelbar.
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Durch das Dichtmaterial kann ein Schutz der sensiblen Elektronikkomponenten vor Partikeln und Medien (z.B. Wasser, Öl) erzielt oder verbessert werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik ein Bereitstellen eines Abdeckbereichs, welcher einen Innenbereich ringsum umläuft; ein Aufsetzen des Abdeckbereichs auf der Leistungselektronik oder auf einer Grundplatte der Leistungselektronik, so dass dann die Leistungselektronik zumindest bereichsweise vom Abdeckbereich umgeben wird und/oder abgedeckt wird, wobei der Abdeckbereich eine Abdeckseite umfasst, die der Leistungselektronik oder der Grundplatte abgewandt ist und eine verschließbare Ausnehmung in der Abdeckseite umfasst.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Kühlkörper der Leistungselektronik in der Ausnehmung eingefasst.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zwischen dem Kühlkörper und der Abdeckung ein Dichtmaterial eingebracht und der Innenbereich versiegelt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Dichtmaterial auf einer der Leistungselektronik abgewandten Seite des Kühlkörpers aufgebracht und diese abgewandte Seite versiegelt.
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Das Gehäuse kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Gehäuses für eine Leistungselektronik nach einem Vergleichsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Gehäuses für eine Leistungselektronik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gehäuses für eine Leistungselektronik nach einem Vergleichsbeispiel.
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Gezeigt wird ein Gehäuse H für eine Leistungselektronik LE in einem Fahrzeug F, mit einem Abdeckbereich AB, welcher einen Innenbereich ringsum umläuft und im Falle dieses Vergleichsbeispiels auch von einer Unterseite abdeckt, wobei der Abdeckbereich AB auf Grundplatte GP der Leistungselektronik LE aufsetzbar ist.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Gehäuses für eine Leistungselektronik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 2 zeigt ein Gehäuses für eine Leistungselektronik ähnlich der 1, jedoch mit dem Unterschied dass der Abdeckbereich einen Innenbereich IB ringsum umläuft, wobei der Abdeckbereich AB auf der Leistungselektronik LE oder auf einer Grundplatte GP der Leistungselektronik LE aufsetzbar ist und dann die Leistungselektronik LE zumindest bereichsweise umgibt und/oder abdeckt, wobei der Abdeckbereich AB eine Abdeckseite US umfasst, etwa bei einer Ausrichtung nach unten auf der Unterseite, die der Leistungselektronik LE oder der Grundplatte GP abgewandt ist und eine verschließbare Ausnehmung AE in der Abdeckseite US umfasst. Der Abdeckbereich AB kann in Draufsicht auf die Grundplatte eine Quaderform aufweisen, die den Innenbereich IB umläuft. Des Weiteren kann ein Kühlkörper KB in der Ausnehmung AE einfassbar sein und die Ausnehmung AE mit dem Kühlkörper verschließen/abdecken.
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Der Abdeckbereich AB stellt eine Art Wartungsdeckel (service-cover) dar und kann im geschlossenen Zustand den Innenraum mit der Leistungselektronik umhüllen. Durch die verschließbare Ausnehmung kann weniger Material für den Wartungsdeckel nötig werden als bei einem vollständigen Deckel, wodurch auch der Bauraumbedarf verringert werden kann. Auf diese Weise kann der Wartungsdeckel verkleinert werden und die Kühlplatte der Leistungselektronik für die Umhausung mitverwendet werden. Eine Abdichtung erfolgt in diesem Fall zwischen Kühlplatte und Wartungsdeckel. Dabei kann die Anordnung der Kühlplatte im unteren Bereich, also auf einer Unterseite des Wartungsdeckels befindlich sein, wenn die Leistungselektronik von der Grundplatte und einer Montagefläche aus nach unten gedreht ist. Diese Orientierung kann auch nach oben oder in eine andere Richtung ausgerichtet sein. Auf der Kühlplatte befinden sich in der Regel Anschraubpunkte (zur Verschraubung SV von Leistungselektronik-Komponenten), die für den Service-Fall abgedichtet werden können (als eine Versiegelung).
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3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Leistungselektronik erfolgt ein Bereitstellen S1 eines Abdeckbereichs, welcher einen Innenbereich ringsum umläuft; ein Aufsetzen S2 des Abdeckbereichs auf der Leistungselektronik oder auf einer Grundplatte der Leistungselektronik, so dass dann die Leistungselektronik zumindest bereichsweise vom Abdeckbereich umgeben wird und abgedeckt wird, wobei der Abdeckbereich eine Abdeckseite umfasst, die der Leistungselektronik oder der Grundplatte abgewandt ist und eine verschließbare Ausnehmung in der Abdeckseite umfasst.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012203634 A1 [0004]
