DE102021214462A1 - control unit family - Google Patents
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Abstract
Ausgegangen wird von einer Steuergerätefamilie einer Steuergeräteplattform mit zumindest zwei, drei, vier oder mehr Varianten von Steuergeräten unterschiedlicher Leistungsklasse. Die Varianten des Steuergerätes weisen mindestens ein erstes und zweites Gehäuseelement auf, welche im montiertem Zustand einen Hohlraum ausbilden. Innerhalb dieses Hohlraumes ist dann ein zu entwärmender bestückter Schaltungsträger einer jeweiligen Leistungsklasse aufgenommen. Der Schaltungsträger steht dabei zumindest bereichsweise mit einer seiner zwei Hauptseiten zumindest mittelbar mit einer dieser einen Hauptseite zugewandten Innenfläche des zweiten Gehäuseelementes im thermischen Anlagenkontakt. Ferner ist an einer dieser einen Hauptseite des Schaltungsträger abgewandten Außenfläche des zweiten Gehäuseelements ein Wärmeabgabebereich an eine die Außenfläche angrenzende Umgebung ausgebildet. Die Steuergerätefamilie umfasst mindestens zwei, drei oder mehr voneinander unterschiedliche Leistungsklassenbereiche mit jeweils zumindest einer in jedem Leistungsklassenbereich fallenden Leistungsklasse zumindest einer Variante des Steuergerätes. Dabei unterscheiden sich Varianten des Steuergerätes aus zwei unterschiedlichen Leistungsklassenbereichen in ihrem Wärmeabgabebereich darin, dass das Entwärmungsvermögen des jeweiligen Wärmeabgabebereichs an den jeweiligen festgelegten Leistungsklassenbereich angepasst ist. Dies ist dadurch realisiert, indem der Wärmeabgabebereich ausgehend vom einem niedrigsten festgelegten Leistungsklassenbereich bis zu einem höchsten festgelegten Leistungsklassenbereich der Steuergerätefamilie mit zunehmend höherem Leistungsklassenbereich jeweils durch eine zusätzliche neue Klasse von Wärmeabgabeelemente erweitert ist. Dabei ist durch die neue Klasse von Wärmeabgabeelemente das Entwärmungsvermögen des Wärmeabgabebereichs des jeweiligen Leistungsklassenbereichs gegenüber vorausgehenden niedrigeren Leistungsklassenbereichen erhöhtThe starting point is a control unit family of a control unit platform with at least two, three, four or more variants of control units of different performance classes. The variants of the control device have at least a first and second housing element, which form a cavity in the assembled state. An equipped circuit carrier of a respective performance class, which is to be cooled, is then accommodated within this cavity. The circuit carrier is at least partially in thermal contact with one of its two main sides, at least indirectly, with an inner surface of the second housing element facing this one main side. Furthermore, on an outer surface of the second housing element facing away from this one main side of the circuit carrier, a heat dissipation area is formed on an area adjacent to the outer surface. The control unit family includes at least two, three or more different power class ranges, each with at least one power class falling in each power class range of at least one variant of the control unit. Here, variants of the control unit from two different performance class areas differ in their heat emission area in that the cooling capacity of the respective heat emission area is adapted to the respective defined performance class area. This is achieved by extending the heat dissipation range, starting from a lowest specified power class range to a highest specified power class range of the control unit family with an increasingly higher power class range, in each case by an additional new class of heat dissipation elements. The heat dissipation capacity of the heat dissipation area of the respective performance class area is increased by the new class of heat dissipation elements compared to previous lower performance class areas
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuergerätefamilie sowie ein Verfahren zum Ausbilden der Steuergerätefamilie gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a control unit family and a method for designing the control unit family according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Vorrichtungen umfassen elektrische und/oder elektrische Bauelemente, welche im Betrieb Verlustwärme entwickeln. Aufgrund der Verlustwärme stellt sich ggf. in Abhängigkeit des Betriebsmodus eine zeitstabile oder eine zeitvariable Betriebstemperatur für die elektrische Vorrichtung ein. Überschreitet die Betriebstemperatur aber kritische Temperaturwerte, kann dies zu Betriebsstörungen innerhalb der elektrischen Vorrichtung führen. Insbesondere können auch elektrische und/oder elektronische Bauelemente einen derartigen Schaden nehmen, dass ein Betrieb der elektrischen Vorrichtung nicht mehr möglich ist. Zur Absicherung werden elektrische Vorrichtung mittels definierten Entwärmungskonzepten auf eine sichere Betriebstemperatur hin ausgelegt. Je nach Leistungsklasse der elektrischen Vorrichtung können sich die Entwärmungskonzepte stark voneinander unterscheiden, so dass immer unterschiedliche Umsetzungen von elektrischen Vorrichtungen in Abhängigkeit der Leistungsklasse vorzusehen sind.Electrical devices include electrical and/or electrical components which generate heat loss during operation. As a result of the heat loss, a time-stable or a time-variable operating temperature for the electrical device may arise depending on the operating mode. However, if the operating temperature exceeds critical temperature values, this can lead to malfunctions within the electrical device. In particular, electrical and/or electronic components can also be damaged to such an extent that operation of the electrical device is no longer possible. To ensure safety, electrical devices are designed for a safe operating temperature using defined heat dissipation concepts. Depending on the performance class of the electrical device, the cooling concepts can differ greatly from one another, so that different implementations of electrical devices must always be provided depending on the performance class.
Insbesondere im Kraftfahrzeugsektor nehmen rechnerunterstützte Systeme in ihrer Anzahl zu, insbesondere in Form von hochgerüsteten Steuergeräten beziehungsweise in Form von zentralen Vehicle Computer Units (VCU).In the motor vehicle sector in particular, the number of computer-aided systems is increasing, particularly in the form of upgraded control devices or in the form of central vehicle computer units (VCU).
Die steigende Rechenleistung geht mit einer steigenden thermischen Belastung der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente einher. Diesbezüglich werden entsprechende Entwärmungskonzepte entwickelt und/oder angepasst. Aufgrund zunehmend kürzerer Produktentwicklungszyklen und zunehmender Produktkomplexität ist es oft problematisch, dass zu Beginn der Produktneuentwicklung endgültige Spezifikation an die neuen Produkte noch gar nicht feststehen bzw. noch nicht bekannt sind. Dies beinhaltet Eigenschaften wie Bauraum, die Umgebungstemperatur, aber auch die thermische Verlustleistung. Darüber hinaus zielt eine Produktentwicklung zunehmend auf einer gemeinsamen Technologieplattform, von welcher aus durch Anpassungen, Änderungen und/oder Erweiterungen verschiedene Produktvarianten zur Abdeckung verschiedener Kundeninteressen berücksichtig und vorgesehen werden. Trotz gleicher technologischer Basis unterscheiden sich dann Produktvarianten der gleichen Technologieplattform stark voneinander, da eine einfache Skalierung aufgrund der variantenbezogenen Unterschiede nur schwer umzusetzen ist. Nachträgliche Varianten bedingen ggf. eine erneut neue Umsetzung, weil beispielsweise ein bestehendes Entwärmungskonzept für eine höhere Leistungsklasse der nachträglichen Variante nicht betriebssicher ist.The increasing computing power is accompanied by an increasing thermal load on the electrical and/or electronic components. In this regard, appropriate cooling concepts are developed and/or adapted. Due to increasingly shorter product development cycles and increasing product complexity, it is often problematic that at the beginning of new product development, the final specification for the new products has not yet been determined or is not yet known. This includes properties such as installation space, the ambient temperature, but also the thermal power loss. In addition, product development is increasingly aimed at a common technology platform, from which various product variants to cover various customer interests are taken into account and provided for through adjustments, changes and/or extensions. Despite the same technological basis, product variants of the same technology platform then differ greatly from one another, since simple scaling is difficult to implement due to the variant-related differences. Subsequent variants may require a new implementation because, for example, an existing heat dissipation concept for a higher performance class of the subsequent variant is not operationally reliable.
Aus der Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
VorteileAdvantages
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Variantenbildung bzw. - erweiterung innerhalb einer Steuergerätefamilie der gleichen Steuergeräteplattform einfach und kostengünstig zu ermöglichen.The invention is based on the object of making it possible to create or expand variants within a control device family of the same control device platform in a simple and cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuergerätefamilie sowie ein Verfahren zum Ausbilden der Steuergerätefamilie gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a control device family and a method for designing the control device family according to the independent claims.
Ausgegangen wird von einer Steuergerätefamilie einer Steuergeräteplattform mit zumindest zwei, drei, vier oder mehr Varianten von Steuergeräten unterschiedlicher Leistungsklasse. Eine geforderte Leistungsklasse ist insbesondere und im Wesentlichen durch entsprechende im jeweiligen Steuergerät vorgesehene Leistungsbauelemente erreicht. Mit höherer Leistungsklasse ist in der Regel eine höhere Wärmeentwicklung im Betrieb verbunden. Insofern ist mit höherer Leistungsklasse auch ein Bedarf an einer stärkeren Entwärmung für den Betrieb verbunden. Die Varianten des Steuergerätes weisen mindestens ein erstes und zweites Gehäuseelement auf, welche im montierten Zustand einen Hohlraum ausbilden. Innerhalb dieses Hohlraumes ist dann ein zu entwärmender bestückter Schaltungsträger einer jeweiligen Leistungsklasse aufgenommen. Der Schaltungsträger steht dabei zumindest bereichsweise mit einer seiner zwei Hauptseiten zumindest mittelbar mit einer dieser einen Hauptseite zugewandten Innenfläche des zweiten Gehäuseelementes im thermischen Anlagenkontakt. Beispielsweise ist zwischen dem zweiten Gehäuseelement und dem Schaltungsträger insbesondere jeweils direkt angrenzend ein TIM-Material (Thermal Interface Material) angeordnet. Das TIM-Material kann dabei direkt auf eine Schaltungsträgerseite angekoppelt sein oder direkt auf ein zu entwärmendes elektronisches und/oder elektrisches Bauelement, beispielsweise einem Leistungshalbleiter, insbesondere einem Chip. Mittels dem thermischen Anlagenkontakt ist ein Wärmefluss bzw. Wärmeaustausch mit dem zweiten Gehäuseelement ermöglicht. Ferner ist an einer dieser einen Hauptseite des Schaltungsträger abgewandten Außenfläche des zweiten Gehäuseelements ein Wärmeabgabebereich an eine die Außenfläche angrenzende Umgebung ausgebildet. Auf diese Weise kann Wärmeenergie von dem Schaltungsträger abgeführt werden. Die Steuergerätefamilie umfasst mindestens zwei, drei oder mehr voneinander unterschiedliche Leistungsklassenbereiche mit jeweils zumindest einer in jedem Leistungsklassenbereich fallenden Leistungsklasse zumindest einer Variante des Steuergerätes. Die Leistungsklassenbereiche können anwendungsspezifisch festgelegt werden. Zwischen den Leistungsklassenbereichen gibt es bevorzugt keine Überlappungen von gleichen Leistungsklassenwerten. Möglich ist es, dass zwei, mehrere oder alle festgelegten Leistungsklassenbereich mit ihren niedrigsten und höchsten umfassten Leistungsklassen nicht direkt aneinander anschließen. Zwischen zwei nächstbenachbarten festgelegten Leistungsklassenbereichen kann demnach eine Lücke von ansonsten in keinem festgelegten Leistungsklassenbereich umfassten Leistungsklassen bestehen. Die Lücke kann jederzeit teilweise oder vollständig durch Festlegung zumindest eines neuen entsprechenden Leistungsklassenbereichs abgedeckt werden. Dabei unterscheiden sich Varianten des Steuergerätes aus zwei unterschiedlichen Leistungsklassenbereichen in ihrem Wärmeabgabebereich darin, dass das Entwärmungsvermögen des jeweiligen Wärmeabgabebereichs an den jeweiligen festgelegten Leistungsklassenbereich angepasst ist. Dies ist dadurch realisiert, indem der Wärmeabgabebereich ausgehend vom einem niedrigsten festgelegten Leistungsklassenbereich bis zu einem höchsten festgelegten Leistungsklassenbereich der Steuergerätefamilie mit zunehmend höherem Leistungsklassenbereich jeweils durch eine zusätzliche neue Klasse von Wärmeabgabeelemente erweitert ist. Dabei ist durch die neue Klasse von Wärmeabgabeelemente das Entwärmungsvermögen des Wärmeabgabebereichs des jeweiligen Leistungsklassenbereichs gegenüber vorausgehenden niedrigeren Leistungsklassenbereichen erhöht. Eine solche Klasse umfasst genau ein Wärmeabgabeelement oder mehrere gleiche oder zumindest im gleichen Aggregatszustand vorliegende und geometrisch gleichartig ausgebildete Wärmeabgabeelemente. Innerhalb einer Klasse folgen die umfassten Wärmeabgabeelementen dem gleichen Entwärmungsprinzip, beispielsweise der Wärmeleitung, der Wärmestrahlung, der natürlichen oder erzwungenen und/oder der Siedekühlung. Bevorzugt unterscheiden sich Klassen von Wärmeabgabeelementen insbesondere durch ihre unterschiedlichen Leistungsdichten, wobei eine neue Klasse von Wärmeabgabeelementen bei einem nächst höheren festgelegten Leistungsklassenbereich eine um den Faktor x>=2, insbesondere um den Faktor x>=5, bevorzugt um den Faktor x>=10, beispielsweise um den Faktor x>=20 höhere Leistungsdichte aufweist, als alle in dem vorausgehenden festgelegten Leistungsklassenbereich umfassten Klassen von Wärmeabgabeelemente. Weiter bevorzugt kann zusätzlich oder alternativ eine Unterscheidung der Klassen durch zumindest ein anderes zugrundeliegendes Entwärmungsprinzip gegeben sein. Alternativ können unterschiedliche Klassen zwar dem/den gleichem/gleichen Entwärmungsprinzip/-ien folgen, weisen jedoch Wärmeabgabeelement in unterschiedlichem Aggregatszustand, unterschiedlichem Material und/oder mit andersartiger Geometrie auf, wobei zusätzlich auch die zuvor genannte Unterscheidung in ihren Leistungsdichten besteht.The starting point is a control unit family of a control unit platform with at least two, three, four or more variants of control units of different performance classes. A required performance class is achieved in particular and essentially by corresponding power components provided in the respective control device. A higher performance class is usually associated with higher heat development during operation. In this respect, a higher performance class is also associated with a need for greater heat dissipation for operation. The variants of the control unit have at least a first and a second housing element, which form a cavity when installed. An equipped circuit carrier of a respective performance class, which is to be cooled, is then accommodated within this cavity. The circuit carrier is at least partially in thermal contact with one of its two main sides, at least indirectly, with an inner surface of the second housing element facing this one main side. For example, a TIM material (Thermal Interface Material) is arranged in each case directly adjacent between the second housing element and the circuit carrier. The TIM material can be coupled directly to a circuit carrier side or directly to an electronic and/or electrical component to be cooled, for example a power semiconductor, in particular a chip. A heat flow or heat exchange with the second housing element is made possible by means of the thermal system contact. Furthermore, on an outer surface of the second housing element facing away from this one main side of the circuit carrier, a heat dissipation area is formed on an area adjacent to the outer surface. In this way, thermal energy can be dissipated from the circuit carrier. The control unit family includes at least two, three or more different power class ranges, each with at least one power class falling in each power class range of at least one variant of the control unit. The performance class ranges can be defined application-specifically. There is preferably no overlapping of the same performance class values between the performance class ranges. It is possible that two, several or all defined performance class areas with their lowest and highest included performance classes are not directly connected. Accordingly, there can be a gap between two next-neighboring specified power class ranges of power classes that are otherwise not included in any specified power class range. The gap can be partially or fully covered at any time by specifying at least one new corresponding power class range. Here, variants of the control unit from two different performance class areas differ in their heat emission area in that the cooling capacity of the respective heat emission area is adapted to the respective defined performance class area. This is achieved by extending the heat dissipation range, starting from a lowest specified power class range to a highest specified power class range of the control unit family with an increasingly higher power class range, in each case by an additional new class of heat dissipation elements. The heat dissipation capacity of the heat dissipation area of the respective performance class area is increased by the new class of heat dissipation elements compared to previous lower performance class areas. Such a class comprises precisely one heat-emitting element or a plurality of heat-emitting elements which are identical or at least present in the same state of aggregation and are geometrically similar in design. Within a class, the included heat dissipation elements follow the same heat dissipation principle, for example thermal conduction, thermal radiation, natural or forced cooling and/or evaporative cooling. Classes of heat dissipation elements preferably differ in particular by their different power densities, with a new class of heat dissipation elements at a next higher specified power class range increasing by a factor of x>=2, in particular by a factor of x>=5, preferably by a factor of x>=10 , For example, the power density is higher by a factor of x>=20 than all classes of heat dissipation elements included in the previously specified power class range. More preferably, in addition or as an alternative, the classes can be differentiated by at least one other underlying heat dissipation principle. Alternatively, different classes can follow the same heat dissipation principle(s), but have heat dissipation elements in different physical states, different materials and/or with a different geometry, with the previously mentioned distinction in their power densities.
Vorteilhaft ist auf diese Weise eine einfache Variantenbildung von Steuergeräten innerhalb einer gleichen Steuergeräteplattform ermöglicht, bei welcher eine jeweilige Skalierung des Entwärmungsvermögens in Abhängigkeit des festgelegten Leistungsklassenbereichs für die entsprechende Variante des Steuergerätes realisiert ist. Die Variante kann auf diese Weise in einem definierten Temperaturbereich sicher betrieben werden. Da für einen Leistungsklassenbereich das Entwärmungsvermögen damit klar umfasst ist, ist eine möglichst kostengünstige Entwärmungslösung umsetzbar, welche trotz ggf. vieler Varianten lediglich die Spezifikation innerhalb des zugeordneten Leistungsklassenbereichs erfüllen muss. Damit ist die Komplexität vieler Spezifikationsanforderungen aller Varianten auf die Ebene der Leistungsklassenbereiche entzerrt bzw. vereinfacht. Ferner kann bei der Festlegung einer neuen Variante, beispielsweise aufgrund neuer Kundenanforderungen, oder allgemein bei kurzfristiger Festlegung von Kundenvorgaben durch eine Zuordnung der Variante in einen entsprechend fallenden Leistungsklassenbereich eine für den Leistungsklassenbereich innerhalb der Steuergerätefamilie existierenden Entwärmungslösung zurückgegriffen werden. Vorteilhaft können damit Testvorgaben entfallen, die bei neuen Entwärmungskonzepten ein eventuell vorliegendes Risiko ausschließen sollen. Ebenso können in einfacher Weise neue Leistungsklassenbereiche für Varianten erschlossen bzw. festgelegt werden. Der neue Leistungsklassenbereich kann bereits auf Erfahrungen der Entwärmungslösungen den vorausgehenden Leistungsklassenbereichen aufsetzen. Insbesondere auf Grundlage der Erweiterung der Entwärmungslösungen durch eine neue Klasse von Wärmeabgabeelemente für den nächst höheren Leistungsklassenbereich können das jeweilige Entwärmungsvermögen der bekannten, bereits zuvor enthaltenen Klassen von Wärmeabgabeelemente vorteilhaft genutzt werden. Dies erhöht die Effizienz und reduziert das Risiko bei der Festlegung neuer Leistungsklassenbereiche.In this way, simple variant formation of control units is advantageously made possible within the same control unit platform, in which a respective scaling of the heat dissipation capacity is implemented as a function of the specified power class range for the corresponding variant of the control unit. In this way, the variant can be operated safely in a defined temperature range. Since the heat dissipation capacity is clearly included for a performance class area, a heat dissipation solution that is as cost-effective as possible can be implemented, which only has to meet the specification within the assigned performance class area, despite possibly having many variants. This straightens out or simplifies the complexity of many specification requirements for all variants at the level of the performance class areas. Furthermore, when specifying a new variant, for example due to new customer requirements, or generally when specifying customer specifications at short notice, by assigning the variant to a correspondingly falling power class range, an existing heat dissipation solution for the power class range within the control unit family can be used. Advantageously, this means that test specifications that are intended to rule out any risk that may exist in new heat dissipation concepts can be omitted. Likewise, new performance class ranges for variants can be developed or defined in a simple manner. The new performance class range can already be based on the experiences of the heat dissipation solutions from the previous performance class ranges. In particular, on the basis of the expansion of the heat dissipation solutions by a new class of heat dissipation elements for the next higher performance class range, the respective dissipation capacity of the known classes of heat dissipation elements that were already included can be used to advantage. This increases efficiency and reduces risk when defining new power class ranges.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.Advantageous developments and improvements of the method according to the invention are possible as a result of the measures listed in the dependent claims.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Steuergerätefamilie ist die zusätzliche neue Klasse von Wärmeabgabeelemente eines nächst höheren Leistungsklassenbereiches in allen vorausgehenden niedrigeren Leistungsklassenbereichen nicht enthalten. Indem sich die Leistungsdichten der jeweils neu hinzugenommenen Klassen von Wärmeabgabeelementen um ein Vielfaches unterscheiden, können mehrere Leistungsklassenbereiche festgelegt werden, welche unterschiedlich große Wertebereich von umfassten Leistungsklassen aufweisen. Damit lassen sich zum Beispiel auch Leistungsklassenbereiche festlegen, die nicht linear aufeinander aufbauen, sondern gleich größere Leistungssprünge aufweisen. Auf diese Weise können auch Steuergerätefamilien realisiert werden, die ein sehr breites Spektrum von Leistungsklassenbereichen abdecken, insbesondere über mehrere Zehnerpotenzen hinweg.In an advantageous embodiment of the control device family, the additional new class of heat dissipation elements of a next higher performance class range is not included in all preceding lower performance class ranges. Since the power densities of the newly added classes of heat dissipation elements differ many times over, a number of power class ranges can be defined which have different value ranges for the power classes covered. This means, for example, that performance class ranges can also be defined that do not build on each other in a linear manner, but instead show larger jumps in performance. In this way, control unit families can also be implemented that cover a very wide range of performance classes, in particular over several powers of ten.
In einer besonders günstigen Ausführungsform der Steuergerätefamilie ist das zweite Gehäuseelement metallisch, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Durch die metallische Ausführung kann ein Grundentwärmungsvermögen mit einfachen Mittel bereits von Anfang an auf ein höheres Level gehoben werden. Damit lassen sich allgemein höhere Leistungsklassenbereiche aufbauen.In a particularly favorable embodiment of the control device family, the second housing element is metallic, in particular made of aluminum or an aluminum alloy. Due to the metallic design, a basic cooling capacity can be raised to a higher level with simple means right from the start. This means that generally higher performance class ranges can be built up.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Steuergerätefamilie ist das zweite Gehäuseelement ein Spritzgussteil und die Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes ist als eine zumindest im Wesentlichen oder vollständig spritzgusswerkzeugseitige Abformungsfläche ausgebildet. Dabei umfasst die Abformungsfläche zumindest bereichsweise eine einstückige Abformung der Wärmabgabeelemente der jeweiligen im Leistungsklassenbereich enthaltenen Klasse/Klassen von Wärmabgabeelemente. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Abformungsfläche auch eine Abformung zumindest einer Schnittstelle zur Anbindung von Teilelementen der jeweiligen im Leistungsklassenbereich enthaltenen Klasse/Klassen von Wärmabgabeelemente. Die Schnittstelle kann hierbei insbesondere Befestigungselemente, Dichtungsflächen, Aufnahmeelemente oder Anderes umfassen, um zusammen mit den genannten Teilelement die Entwärmungsfunktion dieser Klasse von Wärmeabgabeelemente im Wirkverbund auszubilden. Insbesondere ist die so die Wärmeelemente und/oder Schnittstellen von Wärmeelemente umfassende Abformungsfläche dazu ausgebildet, dass sie durch Entformung nur eines Spritzgusswerkzeugelementes in eine Entformungsrichtung vollständig ausformbar ist. Vorteilhaft ist damit die Variationsbildung und - anpassung auf den jeweiligen Leistungsklassenbereich im Wesentlichen auf die verschieden auszuführende Abformungsfläche reduziert. Damit ist technisch eine kostengünstige Möglichkeit gegeben, beispielsweise mit Wechseleinsätzen, Stifteinsätzen und/oder Schieber nur innerhalb eines der Spritzgusswerkzeugelemente die erforderliche Ausformfläche für einen festgelegten Leistungsklassenbereich definiert auszuformen. Weiter bevorzugt belegt jede neue Klasse von Wärmeabgabeelementen einen freien lokalen Flächenbereich der Ausformungsfläche, welcher von der/den Klasse/Klassen eines vorausgehenden Leistungsklassenbereiches nicht besetzt ist. Damit kann das der Abformungsfläche zugeordnete Spritzgusswerkzeugelement besonders einfach ausgeführt werden.In a preferred embodiment of the control device family, the second housing element is an injection-molded part and the outer surface of the second housing element is designed as an at least essentially or completely mold surface on the injection-molding tool side. In this case, the molding surface comprises, at least in regions, a one-piece molding of the heat-dissipating elements of the respective class/classes of heat-dissipating elements contained in the performance class area. Additionally or alternatively, the molding surface also includes a molding of at least one interface for connecting partial elements of the respective class/classes of heat dissipation elements contained in the performance class area. In this case, the interface can in particular comprise fastening elements, sealing surfaces, receiving elements or something else, in order to form the heat dissipation function of this class of heat dissipation elements in an active combination together with the sub-element mentioned. In particular, the molding surface that encompasses the heating elements and/or interfaces of heating elements is designed in such a way that it can be completely shaped by demolding only one injection molding tool element in a demolding direction. Advantageously, the formation and adaptation of variations to the respective performance class range is essentially reduced to the different impression surfaces to be carried out. This provides a cost-effective technical option, for example with interchangeable inserts, pin inserts and/or slides, to mold the required molding surface for a specified performance class range in a defined manner only within one of the injection molding tool elements. More preferably, each new class of heat dissipation elements occupies a free local surface area of the formation surface, which is from the class/classes of a previous performance class area is not occupied. In this way, the injection molding tool element associated with the molding surface can be designed in a particularly simple manner.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Steuergerätefamilie, bei welcher zwei oder mehr einem gleichen Leistungsklassenbereich zugehörige Varianten des Steuergerätes einen identisch ausgebildeten Entwärmungsbereich und/oder ein identisch ausgebildetes zweites Gehäuseelement aufweisen. Damit ist eine besonders kostengünstige Steuergerätefamilie realisierbar, insbesondere durch eine dann wiederholte Anwendung der Entwärmungslösung eines Leistungsklassenbereiches auf eine ggf. große Anzahl von im Leistungsklassenbereich enthaltenen Varianten des Steuergerätes.An embodiment of the control device family is particularly preferred in which two or more variants of the control device belonging to the same performance class range have an identically designed heat dissipation area and/or an identically designed second housing element. A particularly cost-effective control device family can thus be implemented, in particular by then repeated application of the heat dissipation solution of a power class range to a possibly large number of variants of the control device contained in the power class range.
In einer Weiterbildung der Steuergerätefamilie ist in einem Leistungsklassenbereich der Wärmeabgabebereich ausschließlich oder im Wesentlichen durch eine ebene Außenfläche des zweiten Gehäuseelements als eine erste Klasse von Wärmeabgabeelemente ausgebildet. Insbesondere ist ein derart strukturell vorliegender Wärmeabgabebereich in einem ersten Leistungsklassenbereich der Steuergerätefamilie ausgebildet, d.h. innerhalb von Varianten des Steuergerätes im niedrigsten Leistungsklassenbereich der Steuergerätefamilie. Von der Ebene abweichen können zumindest Bereiche der Außenfläche, an welchen eine lokale thermische Ankopplung an den Schaltungsträger und/oder an ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement des Schaltungsträgers erfolgt. Zur Überbrückung von Spaltabständen zu dem Schaltungsträger und/oder dem elektrischen und/oder elektronischen Bauelement können Vertiefungen und/oder Ausstülpung in Richtung des vorliegenden Spaltes vorgesehen sein. Durch eine zumindest im Wesentlichen ebene Ausformungsfläche können Varianten des Steuergerätes im niedrigsten Leistungsklassenbereich sehr einfach und kompakt gehalten werden. Ferner bietet eine ebene Ausformungsfläche eine günstige Ausgangsposition dafür, den Entwärmungsbereich mit dann neuen zusätzlichen Klassen von Wärmeabgabeelementen für nächst höhere Leistungsklassenbereich zu erweitern.In a further development of the control unit family, the heat dissipation area in a power class range is formed exclusively or essentially by a flat outer surface of the second housing element as a first class of heat dissipation elements. In particular, such a structurally existing heat emission area is formed in a first performance class range of the control unit family, i.e. within variants of the control unit in the lowest performance class range of the control unit family. At least areas of the outer surface where there is a local thermal coupling to the circuit carrier and/or to an electrical and/or electronic component of the circuit carrier can deviate from the plane. Indentations and/or protuberances in the direction of the existing gap can be provided to bridge gap distances to the circuit carrier and/or the electrical and/or electronic component. With an at least essentially flat shaping surface, variants of the control device in the lowest performance class range can be kept very simple and compact. Furthermore, a flat shaping surface offers a favorable starting point for expanding the heat dissipation area with new additional classes of heat dissipation elements for the next higher performance class range.
Optional ist für die so beschriebene ausgebildete Steuergerätefamilie ermöglicht, dass mindestens zwei Varianten von Steuergeräten unterschiedlicher Leistungsklassen innerhalb des ersten Leistungsklassenbereiches sich in der Flächengröße der Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes unterscheiden, wobei die Flächengröße mit zunehmender Leistungsklasse vergrößert ist. Auf diese Weise ist bei Bedarf sehr einfach eine zusätzliche differenzierte Anpassungsmöglichkeit zwischen Leistungsklassen innerhalb des gleichen Leistungsklassenbereiches vorzusehen. Dies macht insbesondere Sinn, wenn innerhalb eines Leistungsklassenbereichs das Entwärmungsvermögen des jeweiligen Wärmeabgabebereichs der enthaltenen Varianten mit den höchsten Leistungsklassen noch nicht vollständig ausreicht oder mit einem zusätzlichen Sicherheitspuffer aufgestockt werden soll.It is optionally possible for the control device family designed in this way that at least two variants of control devices of different performance classes within the first performance class range differ in the surface area of the outer surface of the second housing element, with the surface area increasing as the performance class increases. In this way, if required, an additional, differentiated adjustment option between performance classes within the same performance class range can be provided very easily. This makes particular sense if, within a performance class, the heat dissipation capacity of the respective heat emission area of the variants with the highest performance classes is not yet fully sufficient or if an additional safety buffer is to be added.
In einer vorteilhaften weitergebildeten Ausführungsform der Steuergerätefamilie ist in einem weiteren Leistungsklassenbereich, insbesondere ein auf den ersten unmittelbar folgenden größeren zweiten Leistungsklassenbereich der Steuergerätefamilie, der Wärmeabgabebereich durch eine von der Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes abstehende Entwärmungsstruktur als eine zweite Klasse von Wärmeabgabeelemente ausgebildet bzw. erweitert. Die Entwärmungsstruktur weist insbesondere von der Außenfläche abstehende Zapfen, Rippenstege oder andersförmige Erhebungen, insbesondere in Form einer Musteranordnung auf. Beispielsweise können die Entwärmungsstrukturen als Pinfins ausgeformt sein. Derartige Entwärmungsstrukturen können vorteilhaft sehr einfach in verschiedenster Form über einsetzbare bzw. austauschbare Einsätze innerhalb des einen Spritzgusswerkzeugelementes abgebildet werden. Insgesamt ermöglichen diese Art von Entwärmungsstrukturen eine Vervielfachung der Wärme abgebenden Flächen innerhalb des Wärmeabgabebereichs, insbesondere in Hinblick auf die im Wesentlichen eben ausgebildete Außenfläche eines vorausgehenden Leistungsklassenbereichs als dem entsprechenden Wärmeabgabebereich.In an advantageous further developed embodiment of the control unit family, in a further power class range, in particular a larger second power class range of the control unit family immediately following the first, the heat dissipation area is formed or expanded by a heat dissipation structure protruding from the outer surface of the second housing element as a second class of heat dissipation elements. The heat dissipation structure has, in particular, pegs, rib webs or other shaped elevations protruding from the outer surface, in particular in the form of a pattern arrangement. For example, the heat dissipation structures can be formed as pin fins. Advantageously, heat dissipation structures of this type can be very easily reproduced in a wide variety of forms via inserts that can be used or exchanged within one injection molding tool element. Overall, this type of heat dissipation structure allows a multiplication of the heat-emitting surfaces within the heat-emitting area, in particular with regard to the essentially planar outer surface of a preceding performance class area as the corresponding heat-emitting area.
Optional ist für die so beschriebene ausgebildete Steuergerätefamilie ermöglicht, dass mindestens zwei Varianten von Steuergeräten unterschiedlicher Leistungsklassen innerhalb des zweiten Leistungsklassenbereiches sich in der Strukturgröße der jeweiligen Entwärmungsstruktur unterscheiden. Dabei ist die Strukturgröße mit zunehmender Leistungsklasse in Bezug auf die Anzahl ihrer von der Außenfläche abstehenden Zapfen, Rippenstege und/oder andersförmigen Erhebungen, beispielsweise Pinfins, und/oder deren Größe vergrößert. Ähnlich wie beim ersten Leistungsklassenbereich ist diese Option sinnhaft, wenn innerhalb des zweiten Leistungsklassenbereichs das Entwärmungsvermögen des jeweiligen Wärmeabgabebereichs der enthaltenen Varianten mit den höchsten Leistungsklassen noch nicht vollständig ausreicht oder mit einem zusätzlichen Sicherheitspuffer aufgestockt werden soll.Optionally, it is possible for the control device family designed in this way that at least two variants of control devices of different performance classes within the second performance class range differ in the structure size of the respective cooling structure. The size of the structure increases with an increasing performance class in relation to the number of pegs, rib webs and/or other shaped elevations, for example pin fins, protruding from the outer surface and/or their size. Similar to the first performance class area, this option makes sense if within the second performance class area the cooling capacity of the respective heat emission area of the variants with the highest performance classes is not yet fully sufficient or should be increased with an additional safety buffer.
In einer vorteilhaften weitergebildeten Ausführungsform der Steuergerätefamilie ist in einem weiteren Leistungsklassenbereich, insbesondere ein auf den ersten und/oder den zweiten unmittelbar folgenden größeren dritten Leistungsklassenbereich, der Wärmeabgabebereich durch einen die Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes unmittelbar mitenthaltenden Fluid durchströmbaren Entwärmungskanal als eine dritte Klasse von Wärmeabgabeelemente ausgebildet bzw. erweitert. Dabei bildet bereichsweise oder die ganze Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes eine Teilfläche des Entwärmungskanals aus. Vorteilhaft kann die bekannte Ausführung des Wärmeabgabereichs vorausgehender Leistungsklassenbereichen im Wesentlichen identisch weitergenutzt werden. Durch Vorsehen eines Kühlfluids, beispielsweise einem Kühlwasser, welches durch den Entwärmungskanal auch über diesen Entwärmungsbereich hinweg strömt, kann dessen Entwärmungsvermögen wiederrum um ein Vielfaches für den nächst höheren Leistungsklassenbereich vergrößert werden. Dabei ist der Entwärmungskanal bevorzugt gebildet aus einem zumindest über einen Abschnitt rinnenartig ausgeformten Kanalgehäuse, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, wobei das Kanalgehäuse im Bereich seines rinnenartigen Abschnittes von seiner offenen Seite her dichtend auf die Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes angeordnet ist unter Ausbildung eines allseitig geschlossenen Entwärmungskanals. Der Entwärmungskanal ist dabei mit dem zweiten Gehäuseelement stofflich oder mechanisch verbunden, als dauerhaft feste Verbindung oder als lösbare Verbindung. Für die Verbindung und/oder als Dichtfläche ist in der Außenfläche eine entsprechend geformte Schnittstelle werkzeugseitig ausgeformt. Die Dichtfläche verläuft dabei komplementär zur offenen Seite des Entwärmungskanals. Ferner kann beispielsweise auch ein Verbindungselement mit ausgeformt werden, welches mit einem entsprechenden komplementär am Entwärmungskanals angeordneten Verbindungselement zur Ausbildung der Verbindung wirkverbunden werden kann. Der Entwärmungskanal bildet damit allgemein ein Teilelement der hinzugefügten neuen Klasse von Entwärmungselemente. Weiter bevorzugt weist der Entwärmungskanal einen Zulaufstutzen und einen Ablaufstutzen für das Kühlfluid auf, wobei beide Stutzen dann innerhalb des Kanalgehäuses insbesondere einstückig ausgebildet sind. In einfacher Form kann dann ohne den Entwärmungskanal die Ausführung des Wärmeabgabebereichs auch unverändert für eine Variante eines vorausgehenden Leistungsbereiches genutzt werden, beispielsweise dem beschriebenen zweiten Leistungsbereich.In an advantageous further developed embodiment of the control device family, in a further power class range, in particular a larger third power class range immediately following the first and/or the second, the heat dissipation range is provided by a surface of the second housing element is directly formed or expanded as a third class of heat dissipation elements. In this case, areas or the entire outer surface of the second housing element forms a partial surface of the cooling channel. Advantageously, the known design of the heat emission range from previous performance class ranges can continue to be used essentially identically. By providing a cooling fluid, for example cooling water, which also flows through the cooling channel over this cooling area, its cooling capacity can in turn be increased many times over for the next higher performance class range. The heat dissipation duct is preferably formed from a duct housing that is shaped like a channel over at least one section, in particular as a plastic injection molded part, with the duct housing being arranged in the region of its channel-like section from its open side in a sealing manner on the outer surface of the second housing element, forming a heat dissipation duct that is closed on all sides. The heat dissipation channel is materially or mechanically connected to the second housing element, as a permanently fixed connection or as a detachable connection. For the connection and/or as a sealing surface, a correspondingly shaped interface is formed on the tool side in the outer surface. The sealing surface runs complementary to the open side of the cooling channel. Furthermore, a connecting element can also be formed, for example, which can be operatively connected to a corresponding connecting element arranged in a complementary manner on the heat dissipation duct in order to form the connection. The heat dissipation duct thus generally forms a sub-element of the added new class of heat dissipation elements. More preferably, the heat dissipation channel has an inlet connector and an outlet connector for the cooling fluid, with both connectors then being formed in particular in one piece within the channel housing. In a simple form, without the heat dissipation channel, the design of the heat dissipation area can also be used unchanged for a variant of a preceding power range, for example the second power range described.
Optional ist für die so beschriebene ausgebildete Steuergerätefamilie ermöglicht, dass mindestens zwei Varianten von Steuergeräten unterschiedlicher Leistungsklassen innerhalb des dritten Leistungsklassenbereiches sich im Strömungsquerschnitt des jeweiligen Entwärmungskanals unterscheiden, wobei der Strömungsquerschnitt mit zunehmender Leistungsklasse vergrößert ist.Optionally, it is possible for the control device family designed in this way that at least two variants of control devices of different performance classes within the third performance class range differ in the flow cross section of the respective cooling duct, the flow cross section increasing with increasing performance class.
In einer vorteilhaften weitergebildeten Ausführungsform der Steuergerätefamilie ist in einem weiteren Leistungsklassenbereich, insbesondere ein auf den ersten, zweiten und dritten unmittelbar folgenden größeren vierten Leistungsklassenbereich der Steuergerätefamilie, der Wärmeabgabebereich durch eine auf der Außenfläche des zweiten Gehäuseelementes angeordneten Kühlvorrichtung nach Prinzip der Siedekühlung, beispielsweise eine Heatpipe oder eine vapour chamber, als eine vierte Klasse von Wärmeabgabeelemente ausgebildet bzw. erweitert. Alternativ ist die genannte Kühlvorrichtung teilweise oder vollständig innerhalb des Gussmaterials des zweiten Gehäuseelementes eingebettet. Die Heatpipe oder vapour chamber kann als Einlegeteil in dem bereits erwähnten Spritzgusswerkzeugelementes während eines Spritzgussprozesses im Bereich der Außenfläche mit eingegossen werden. Alternativ kann die Kühlvorrichtung auch innerhalb des Kanalgehäuses eingebettet sein, insbesondere eine Fläche aufweisend, welche eine direkte Berührung zum durchströmenden Fluid ermöglicht. Vorteilhaft kann ein derart ausgebildeter Wärmeabgabebereich wiederrum in seinem Entwärmungsvermögen um ein Vielfaches vergrößert werden gegenüber Varianten in vorausgehenden Leistungsklassenbereichen.In an advantageous further developed embodiment of the control device family, in a further performance class area, in particular a larger fourth performance class area of the control device family immediately following the first, second and third, the heat dissipation area is provided by a cooling device arranged on the outer surface of the second housing element according to the principle of evaporative cooling, for example a heat pipe or a vapor chamber, designed or expanded as a fourth class of heat dissipation elements. Alternatively, said cooling device is partially or fully embedded within the cast material of the second housing member. The heat pipe or vapor chamber can be cast as an insert in the already mentioned injection molding tool element during an injection molding process in the area of the outer surface. Alternatively, the cooling device can also be embedded within the duct housing, in particular having a surface which enables direct contact with the fluid flowing through. Advantageously, a heat dissipation area designed in this way can in turn be increased many times over in terms of its heat dissipation capacity compared to variants in previous performance class ranges.
Die Erfindung führt auch zu einem Verfahren zum Ausbilden einer Steuergerätefamilie einer Steuergeräteplattform nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst dabei nachfolgende Verfahrenssch ritte:
- a) Festlegen von zwei, drei oder mehr voneinander unterschiedlichen Leistungsklassenbereiche für die Steuergerätefamilie, wobei jedem Leistungsklassenbereich zumindest ein Steuergerät mit einer in den Leistungsklassenbereich fallender Leistungsklasse zugeordnet wird,
- b) Festlegen von Klassen von Wärmeabgabeelemente, wobei ausgehend von einem niedrigsten Leistungsklassenbereich bis zu einem höchsten Leistungsklassenbereich zur Anpassung des jeweiligen Entwärmungsbereiches eines Steuergerätes innerhalb eines Leistungsklassenbereichs an den Leistungsklassenbereich jedem zunehmend höheren Leistungsklassenbereich jeweils eine zusätzliche neue Klasse von Wärmeabgabeelementen zugeordnet wird, durch welche das Entwärmungsvermögen des Wärmeabgabebereichs des jeweiligen Leistungsklassenbereiches gegenüber vorausgehenden niedrigeren Leistungsklassenbereichen erhöht wird,
- c) Ausbilden jeweils zumindest einer Variante des Steuergerätes innerhalb der zwei, drei oder mehr festgelegten Leistungsklassenbereiche, indem der jeweilige Entwärmungsbereich mit der/den jeweils dem Leistungsklassenbereich zugeordneten Klasse/Klassen von Wärmeabgabeelemente ausgebildet bzw. erweitert wird.
- a) Specification of two, three or more different power class ranges for the control unit family, with each power class range being assigned at least one control unit with a power class that falls within the power class range,
- b) Defining classes of heat dissipation elements, starting from a lowest performance class range up to a highest performance class range for adapting the respective heat dissipation range of a control unit within a performance class range to the performance class range, each increasingly higher performance class range is assigned an additional new class of heat dissipation elements, through which the heat dissipation capacity the heat emission range of the respective power class range is increased compared to previous lower power class ranges,
- c) Forming in each case at least one variant of the control device within the two, three or more specified performance class ranges by the respective heat dissipation range is formed or expanded with the class/classes of heat dissipation elements assigned to the performance class range.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der jeweilige Entwärmungsbereich durch ein Spritzgusswerkzeug zumindest bereichsweise ausgebildet, wobei das Spritzgusswerkzeug im Bereich des Entwärmungsbereiches in seiner Abformungsgeometrie adaptierbar ausgeführt wird, so dass in Abhängigkeit des Leistungsklassenbereichs im Verfahrensschritt c) das Spritzgusswerkzeug zur Abformung der dem jeweiligen Leistungsklassenbereich zugeordneten Klasse/Klassen von Wärmeabgabeelemente und/oder zur Abformung einer Schnittstelle zur Anbindung von Teilelementen der dem jeweiligen Leistungsklassenbereich zugeordneten Klasse/Klassen von Wärmeabgabeelemente angepasst wird.In an advantageous embodiment of the method, the respective heat dissipation area is formed at least in regions by an injection molding tool, with the injection molding tool in the area of the heat dissipation area being designed to be adaptable in terms of its molding geometry, so that depending on the performance class area in method step c), the injection molding tool is used to mold the parts assigned to the respective performance class area Class/classes of heat dissipation elements and/or for the molding of an interface for connecting sub-elements of the class/classes of heat dissipation elements assigned to the respective performance class range is adapted.
Dem Verfahren sind die gleichen Vorteile zuzuordnen, wie sie bereits für die Steuergerätefamilie zuvor genannt wurden.The process has the same advantages as those mentioned above for the control unit family.
Figurenlistecharacter list
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
-
1 : ein Ausführungsbeispiel einer Variante eines Steuergerätes einer Leistungsklasse innerhalb eines ersten festgelegten Leistungsklassenbereichs einer Steuergerätefamilie in einer geschnittenen Seitenansicht, -
2 : ein Ausführungsbeispiel einer Variante eines Steuergerätes einer Leistungsklasse innerhalb eines zweiten festgelegten Leistungsklassenbereichs einer Steuergerätefamilie in einer geschnittenen Seitenansicht, -
3a : ein Ausführungsbeispiel einer ersten Variante eines Steuergerätes einer Leistungsklasse innerhalb eines dritten Leistungsklassenbereichs einer Steuergerätefamilie in einer geschnittenen Seitenansicht, -
3b : ein Ausführungsbeispiel einer zweiten Variante eines Steuergerätes einer höheren Leistungsklasse als die erste Variante aus der3a , aber immer noch innerhalb des dritten Leistungsklassenbereichs der Steuergerätefamilie in einer geschnittenen Seitenansicht, -
3c : die erste Variante oder zweite Variante aus den3a oder3b mit zusätzlich ausgebildeten Vertiefungen im Gehäuse, -
4 : ein Ausführungsbeispiel einer Variante eines Steuergerätes einer Leistungsklasse innerhalb eines vierten festgelegten Leistungsklassenbereichs einer Steuergerätefamilie in einer geschnittenen Seitenansicht.
-
1 : an exemplary embodiment of a variant of a control unit of a performance class within a first specified performance class range of a control unit family in a sectional side view, -
2 : an exemplary embodiment of a variant of a control unit of a performance class within a second defined performance class range of a control unit family in a sectional side view, -
3a : an exemplary embodiment of a first variant of a control unit of a performance class within a third performance class range of a control unit family in a sectional side view, -
3b : an embodiment of a second variant of a control unit of a higher performance class than the first variant from the3a , but still within the third performance class range of the control unit family in a sectional side view, -
3c : the first variant or second variant from the3a or3b with additional recesses in the housing, -
4 1: an exemplary embodiment of a variant of a control device of a performance class within a fourth specified performance class range of a control device family in a sectional side view.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind funktional gleiche Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, functionally identical components are each identified by the same reference symbols.
Die
Alle Varianten 11, 21, 31, 32, 41 des Steuergerätes 100 einer Steuergerätefamilie 1234 weisen gemäß den
Varianten 11, 21, 31, 32, 41 des Steuergerätes 100 aus zwei unterschiedlichen Leistungsklassenbereichen 1, 2, 3, 4 unterscheiden sich dabei in ihrem jeweils ausgebildeten Wärmeabgabebereich 54. Die Unterscheidung ergibt sich dadurch, dass das Entwärmungsvermögen des jeweiligen Wärmeabgabebereichs 54 an den für die Variante 11, 21, 31, 32, 41 zugeordneten Leistungsklassenbereich 1, 2, 3, 4 angepasst ist. Mit zunehmend höherem Leistungsklassenbereich 1,2, 3, 4 ist jede darin jeweils wertemäßig fallende Variante 11, 21, 31, 32, 41 jeweils durch eine zusätzliche neue Klasse von Wärmeabgabeelemente 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 erweitert, welche das Entwärmungsvermögen des Wärmeabgabebereichs 54 des jeweiligen Leistungsklassenbereichs 1, 2, 3, 4 gegenüber vorausgehenden niedrigeren Leistungsklassenbereichen 1, 2, 3, 4 erhöht, insbesondere um das genannte Vielfache. In den nachfolgend erläuterten
Die
Die
Die
Die Dichtfläche 53.3e sowie eine nicht dargestellte Befestigungsstruktur für das Kanalgehäuse 53.3c stellen dabei eine Schnittstelle S für die Anordnung bzw. Verbindung des Kanalgehäuses 53.3c an die Außenfläche 52.2 dar.The sealing surface 53.3e and a fastening structure (not shown) for the duct housing 53.3c represent an interface S for the arrangement or connection of the duct housing 53.3c to the outer surface 52.2.
Die
Die
Die
Ganz allgemein kann für alle Varianten 11, 21, 31, 32, 41 das zweite Gehäuseelement 52 ein Spritzgussteil sein. Dadurch kann dann die Außenfläche 52.2 des zweiten Gehäuseelementes 52 als eine im Wesentlichen werkzeugseitige Abformungsfläche ausgebildet ist, wobei die Abformungsfläche zumindest bereichsweise eine einstückige Abformung der Wärmabgabeelemente 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 der jeweiligen im Leistungsklassenbereich 1, 2, 3, 4 enthaltenen Klasse/Klassen von Wärmabgabeelemente 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 und/oder eine Abformung zumindest einer Schnittstelle S zur Anbindung von Teilelementen 53.3c der jeweiligen im Leistungsklassenbereich 1, 2, 3, 4 enthaltenen Klasse/Klassen von Wärmabgabeelemente 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 umfasst.Very generally, for all variants 11, 21, 31, 32, 41, the
Der jeweilige Wärmeabgabebereich 54 kann dann durch Anpassen eines gemeinsam genutzten Spritzgusswerkzeuges spezifisch ausgebildet werden. Das Spritzgusswerkzeug weist dabei adaptierbare Elemente auf, beispielsweise als Wechseleinsätze, um seine Abformungsgeometrie im Wärmeabgabebereich 54 entsprechend abzubilden. Eine spezifische Variante 11, 21, 31, 32, 41 des Steuergerätes 100 wird damit ausgebildet, indem das Spritzgusswerkzeug zur Abformung der dem jeweiligen Leistungsklassenbereich 1, 2, 3, 4 zugeordneten Klasse/Klassen von Wärmeabgabeelemente 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 und/oder zur Abformung einer Schnittstelle S zur Anbindung von Teilelementen 53.3c der dem jeweiligen Leistungsklassenbereich 1, 2, 3,4 zugeordneten Klasse/Klassen von Wärmeabgabeelemente 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 angepasst wird.The respective heat dissipation area 54 can then be specifically designed by adapting a jointly used injection molding tool. In this case, the injection molding tool has adaptable elements, for example as interchangeable inserts, in order to appropriately reproduce its molding geometry in the heat dissipation area 54 . A specific variant 11, 21, 31, 32, 41 of control unit 100 is thus formed in that the injection molding tool is used to mold the class/classes of heat dissipation elements 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 and/or associated with the respective performance class range 1, 2, 3, 4. or adapted to mold an interface S for connecting partial elements 53.3c of the class/classes of heat dissipating elements 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 assigned to the respective performance class range 1, 2, 3, 4.
Neben den beispielhaft dargestellten Klassen von Wärmeabgabeelementen 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 können in anderen Steuergerätefamilien zusätzliche Klassen von Wärmeabgabeelemente enthalten sein. Ferner können davon auch einzelne oder alle hier dargestellten Klassen abweichen. Es können insgesamt mehr oder weniger Klassen von Wärmeabgabeelementen 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 vorgesehen sein.In addition to the classes of heat dissipation elements 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 shown as examples, additional classes of heat dissipation elements can be contained in other control device families. Furthermore, individual or all classes presented here may deviate from this. Overall, more or fewer classes of heat dissipation elements 54.1, 54.2, 52.3, 54.4 can be provided.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102015212721 A1 [0005]DE 102015212721 A1 [0005]
- DE 102014106134 A1 [0006]DE 102014106134 A1 [0006]
- DE 19911205 A1 [0007]DE 19911205 A1 [0007]
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DE (1) | DE102021214462A1 (en) |
WO (1) | WO2023110901A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19911205A1 (en) | 1999-03-13 | 2000-09-14 | Behr Gmbh & Co | Electronic components cooling device for integration with heat exchanger in motor vehicle, uses rubber layer to compensate for unevennesses of fins or plastic box, and avoids soldering of cooling fins |
DE102014106134A1 (en) | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Infineon Technologies Ag | Cooling system for molded modules and corresponding manufacturing processes |
DE102015212721A1 (en) | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Cooling device for cooling a power semiconductor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2722142C3 (en) * | 1977-05-16 | 1980-02-14 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Metallic housing wall for a housing accommodating electronic components |
DE19701731A1 (en) * | 1997-01-20 | 1998-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Control unit consisting of at least two housing parts |
DE102009054585A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Robert Bosch Gmbh | control unit |
DE102016106180A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-05 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cooling device for cooling at least one electrical component of a vehicle |
DE102017212968B4 (en) * | 2016-08-05 | 2024-02-01 | Robert Bosch Gmbh | HOUSING STRUCTURE FOR AN ELECTRONIC CONTROL UNIT AND PRODUCTION METHOD |
EP3471523B1 (en) * | 2017-10-10 | 2023-07-26 | Veoneer Sweden AB | Ecu cooling arrangement |
-
2021
- 2021-12-15 DE DE102021214462.4A patent/DE102021214462A1/en active Pending
-
2022
- 2022-12-13 WO PCT/EP2022/085666 patent/WO2023110901A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19911205A1 (en) | 1999-03-13 | 2000-09-14 | Behr Gmbh & Co | Electronic components cooling device for integration with heat exchanger in motor vehicle, uses rubber layer to compensate for unevennesses of fins or plastic box, and avoids soldering of cooling fins |
DE102014106134A1 (en) | 2013-05-03 | 2014-11-06 | Infineon Technologies Ag | Cooling system for molded modules and corresponding manufacturing processes |
DE102015212721A1 (en) | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Cooling device for cooling a power semiconductor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023110901A1 (en) | 2023-06-22 |
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