DE102022120485A1 - ELECTRONIC ASSEMBLY FOR A HIGH-VOLTAGE BATTERY OF A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR EQUIPPING A HOUSING OF A HIGH-VOLTAGE BATTERY FOR A MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe (10) für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine mit elektronischen Komponenten (12) bestückte Leiterplatte (14), an deren Unterseite (18) eine als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht (20) angeordnet ist, welche die Unterseite (18) der Leiterplatte (14) zumindest größtenteils bedeckt und als Kontaktfläche zur Montage der elektronischen Baugruppe (10) an ein Gehäuse (22) der Hochvoltbatterie ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Bestücken eines Gehäuses (22) einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer derartigen elektronischen Baugruppe (10).The invention relates to an electronic assembly (10) for a high-voltage battery of a motor vehicle, comprising a circuit board (14) equipped with electronic components (12), on the underside (18) of which an insulation layer (20) designed as high-voltage insulation is arranged, which is the underside ( 18) of the circuit board (14) is at least largely covered and is designed as a contact surface for mounting the electronic assembly (10) to a housing (22) of the high-voltage battery. The invention further relates to a method for equipping a housing (22) of a high-voltage battery for a motor vehicle with at least one such electronic assembly (10).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Bestücken eines Gehäuses einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer derartigen elektronischen Baugruppe.The present invention relates to an electronic assembly for a high-voltage battery of a motor vehicle and a method for equipping a housing of a high-voltage battery for a motor vehicle with at least one such electronic assembly.
Stand der TechnikState of the art
Bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen müssen die Batteriezellen einer Hochvoltbatterie üblicherweise hinsichtlich ihrer elektrischen Ladungsverteilung angeglichen werden, was auch mit Balancing bezeichnet wird. Dafür werden sogenannte Balancer verwendet, bei denen es sich um elektronische Baugruppen handeln kann, die zum Beispiel spezielle integrierte Schaltkreise aufweisen können. Solche Baugruppen und deren Schaltkreise müssen üblicherweise einerseits thermisch entwärmt und andererseits elektrisch isoliert werden, da es bei Hochvoltbatterien üblicherweise sehr hohe Spannungen gibt.In electrically powered motor vehicles, the battery cells of a high-voltage battery usually have to be adjusted in terms of their electrical charge distribution, which is also referred to as balancing. So-called balancers are used for this, which can be electronic assemblies that can have special integrated circuits, for example. Such assemblies and their circuits usually have to be thermally cooled on the one hand and electrically insulated on the other, since high-voltage batteries usually have very high voltages.
Darüber hinaus kann sich die Montage solcher elektronsicher Baugruppen, die beispielsweise als Balancer fungieren sollen, durchaus schwierig gestalten, da auf solche elektronische Baugruppen möglichst kein mechanischer Stress, beispielsweise durch Verwindung oder Verwölbung, aufgebracht werden sollte. Darüber hinaus können sich Herausforderungen im Hinblick auf die thermische Entwärmung solcher elektronischer Baugruppen und hinsichtlich der elektrischen Isolierung ergeben. Beides kann die Montage solcher elektronischer Baugruppen an einem Gehäuse einer Hochvoltbatterie erschweren.In addition, the assembly of such electronic assemblies, which are intended to function as balancers, for example, can be quite difficult, since as far as possible no mechanical stress, for example due to twisting or warping, should be applied to such electronic assemblies. In addition, challenges can arise with regard to the thermal dissipation of such electronic assemblies and with regard to electrical insulation. Both of these can make it difficult to assemble such electronic assemblies on a high-voltage battery housing.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine besonders einfache und wirksame elektrische Isolierung einer elektronischen Baugruppe für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.It is the object of the invention to enable particularly simple and effective electrical insulation of an electronic assembly for a high-voltage battery of a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.This task is solved by the subject matter of the independent claims. Further possible embodiments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures. Features, advantages and possible configurations set out in the description for one of the subject matter of the independent claims are at least analogous to the features, advantages and possible embodiments of the respective subject matter of the other independent claims and any possible combination of the subject matter of the independent claims, if applicable in conjunction with one or more of the subclaims.
Die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs umfasst eine mit elektronischen Komponenten bestückte Leiterplatte, an deren Unterseite eine als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht angeordnet ist, welche die Unterseite der Leiterplatte zumindest größtenteils bedeckt und als Kontaktfläche zur Montage der elektronischen Baugruppe an ein Batteriegehäuse der Hochvoltbatterie ausgebildet ist. Unter zumindest größtenteils ist zu verstehen, dass die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht die Unterseite der Leiterplatte zu mehr als der Hälfte bedeckt. Darunter kann auch verstanden werden, dass die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht die Unterseite der Leiterplatte vollständig bedeckt. Dazwischen liegende Werte, also von einer Bedeckung von über 50% bis zu 100% sind möglich. Insbesondere können alle elektrisch leitfähigen Teile der Unterseite der Leiterplatte von der Isolationsschicht bedeckt sein. Die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht kann insbesondere plan bzw. eben ausgebildet sein, insbesondere an ihrer Außenseite, die dazu dient, die elektronische Baugruppe insbesondere außenseitig am Batteriegehäuse der betreffenden Hochvoltbatterie anzuordnen.The electronic assembly according to the invention for a high-voltage battery of a motor vehicle comprises a circuit board equipped with electronic components, on the underside of which an insulation layer designed as high-voltage insulation is arranged, which at least largely covers the underside of the circuit board and is designed as a contact surface for mounting the electronic assembly on a battery housing of the high-voltage battery is. By at least largely it is meant that the insulation layer designed as high-voltage insulation covers more than half of the underside of the circuit board. This can also be understood to mean that the insulation layer designed as high-voltage insulation completely covers the underside of the circuit board. Values in between, i.e. from a coverage of over 50% to 100%, are possible. In particular, all electrically conductive parts of the underside of the circuit board can be covered by the insulation layer. The insulation layer designed as high-voltage insulation can in particular be flat or flat, in particular on its outside, which serves to arrange the electronic assembly, in particular on the outside of the battery housing of the high-voltage battery in question.
Die Unterseite der Leiterplatte kann die von den elektronischen Komponenten abgewandte Seite sein. Die Außenseite der Isolationsschicht kann die von der Unterseite der Leiterplatte abgewandte Seite der Isolationsschicht sein. Die elektronischen Komponenten können an einer Oberseite der Leiterplatte montiert sein. Zudem kann die elektronische Baugruppe auch elektrische Bauteile aufweisen. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine sogenannte PCB handeln. Mit anderen Worten kann es sich bei der Leiterplatte also um eine gedruckte Schaltung, auf Englisch auch als printed circuit board bezeichnet, handeln. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine einschichte und auch um eine vielschichtige PCB handeln. Die auf der Oberseite befindlichen elektronischen Komponenten können mit den entsprechenden Schaltkreisen der einzelnen Schichten verbunden werden, indem man zum Beispiel plattierte Löcher in die gewünschte Schicht bohrt.The underside of the circuit board can be the side facing away from the electronic components. The outside of the insulation layer can be the side of the insulation layer facing away from the underside of the circuit board. The electronic components can be mounted on a top side of the circuit board. In addition, the electronic assembly can also have electrical components. The printed circuit board can be a so-called PCB. In other words, the circuit board can be a printed circuit, also known as a printed circuit board. The circuit board can be a single-layer or a multi-layer PCB. The electronic components located on the top can be connected to the corresponding circuits of the individual layers, for example by drilling plated holes in the desired layer.
Bei der elektronischen Baugruppe handelt es sich mit anderen Worten also um eine bestückte Leiterplatte, die zudem noch an der Unterseite der Leiterplatte eine als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht aufweist. Da die elektronische Baugruppe zum Einsatz in bzw. an einer Hochvoltbatterie ausgelegt ist, spielt die Hochvoltisolierung eine besonders große Rolle. Bei der Erfindung ist es vorgesehen, die elektrische Isolierung in bzw. an die Leiterplatte zu verlagern, nämlich in Form der als Hochvoltisolierung ausgelegten Isolationsschicht, die an der Unterseite der Leiterplatte vorgesehen ist. Diese Isolationsschicht kann insbesondere nicht Bestandteil der Leiterplatte, sondern eine gesonderte Schicht sein. Im Gegensatz zur Erfindung nimmt man traditionell relativ viel Gapfiller und oftmals auch mehrere Isolationsfolien, die zwischen solchen elektronischen Baugruppen und einem Batteriegehäuse einer Hochvoltbatterie angeordnet werden, um die elektronische Baugruppe elektrisch vom üblicherweise aus Metall ausgebildeten Gehäuse der Hochvoltbatterie zu isolieren. Dies macht die Anbringung bzw. Montage solcher elektronischer Baugruppen am Gehäuse einer Hochvoltbatterie sehr aufwendig.In other words, the electronic assembly is a populated circuit board, which also has an insulation layer designed as high-voltage insulation on the underside of the circuit board. Since the electronic assembly is designed for use in or on a high-voltage battery, high-voltage insulation plays a particularly important role. In the invention it is intended to relocate the electrical insulation in or on the circuit board, namely in the form of High-voltage insulation designed insulation layer, which is provided on the underside of the circuit board. In particular, this insulation layer cannot be part of the circuit board, but rather a separate layer. In contrast to the invention, a relatively large amount of gap filler and often several insulating films are traditionally used, which are arranged between such electronic assemblies and a battery housing of a high-voltage battery in order to electrically isolate the electronic assembly from the housing of the high-voltage battery, which is usually made of metal. This makes the attachment or assembly of such electronic assemblies on the housing of a high-voltage battery very complex.
Bei der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe hingegen ist die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht bereits Bestandteil der elektronischen Baugruppe. Mit anderen Worten ist eine Hochvoltisolation also direkt an der Leiterplatte der elektronischen Baugruppe vorgesehen. Die elektronische Baugruppe kann somit ganz einfach am betreffenden Gehäuse der Hochvoltbatterie angebracht werden, indem die elektronische Baugruppe mit ihrer als Hochvoltisolierung ausgelegten Isolationsschicht unmittelbar oder mittelbar am Gehäuse außenseitig angebracht wird. Dabei ist es nicht mehr erforderlich, weitere Maßnahmen zur elektrischen Isolierung der elektronischen Baugruppe vom Gehäuse der Hochvoltbatterie vorzusehen, da die Hochvoltisolierung in Form der besagten Isolationsschicht bereits integraler Bestandteil der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe ist.In the case of the electronic assembly according to the invention, however, the insulation layer designed as high-voltage insulation is already part of the electronic assembly. In other words, high-voltage insulation is provided directly on the circuit board of the electronic assembly. The electronic assembly can therefore be easily attached to the relevant housing of the high-voltage battery by attaching the electronic assembly with its insulation layer designed as high-voltage insulation directly or indirectly to the outside of the housing. It is no longer necessary to provide further measures for electrically insulating the electronic assembly from the housing of the high-voltage battery, since the high-voltage insulation in the form of the said insulation layer is already an integral part of the electronic assembly according to the invention.
Im Gegensatz zu gängigen Verfahren ist es also beispielsweise nicht mehr erforderlich, vor bzw. während der Montage der elektronischen Baugruppe am Gehäuse der Hochvoltbatterie Schutzfolien, Isolationslacke oder dergleichen vorzusehen. Mittels der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe wird dadurch eine besonders einfache und wirksame elektrische Isolierung der elektronischen Baugruppe gegenüber einem Gehäuse einer Hochvoltbatterie ermöglicht.In contrast to common methods, it is no longer necessary, for example, to provide protective films, insulating varnishes or the like before or during assembly of the electronic assembly on the housing of the high-voltage battery. By means of the electronic assembly according to the invention, a particularly simple and effective electrical insulation of the electronic assembly from a housing of a high-voltage battery is made possible.
Eine mögliche Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe sieht vor, dass die elektronische Baugruppe dazu ausgelegt ist, eine gleichmäßige elektrische Ladungsverteilung bei zumindest einigen Batteriezellen der Hochvoltbatterie zu gewährleisten, wenn die elektronische Baugruppe mit der Hochvoltbatterie elektrisch leitend verbunden ist. Mit anderen Worten kann es sich bei der elektronischen Baugruppe also um einen sogenannten Balancer handeln bzw. kann die elektronische Baugruppe dazu ausgelegt sein, als Balancer zu fungieren. Die besagten elektronischen Komponenten, mit denen die Leiterplatte der elektronischen Baugruppe bestückt ist, können dafür beispielsweise entsprechend geeignete Schaltkreise und auch andere elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweisen. Insbesondere wenn die elektronische Baugruppe als Balancer fungiert, spielen sowohl die Hochvoltisolierung als auch die thermische Entwärmung der elektronischen Baugruppe eine besonders große Rolle. Dadurch, dass die Unterseite der Leiterplatte zumindest größtenteils von der als Hochvoltisolierung ausgelegten Isolationsschicht bedeckt ist, kann eine besonders zuverlässige elektrische Isolierung der elektronischen Baugruppe vom Gehäuse und von der restlichen Hochvoltbatterie sichergestellt werden. Die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht dient zudem als Kontaktfläche zur Montage der elektronischen Baugruppe an das Batteriegehäuse der Hochvoltbatterie und kann so ausgestaltet bzw. ausgebildet sein, dass eine besonders gute zuverlässige thermische Entwärmung insbesondere der elektronischen Komponenten der elektronischen Baugruppe im Betrieb ermöglicht werden kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass es zu keiner Überhitzung bei der elektronischen Baugruppe kommt, insbesondere wenn diese als Balancer bei der besagten Hochvoltbatterie fungiert.A possible embodiment of the electronic assembly provides that the electronic assembly is designed to ensure a uniform electrical charge distribution in at least some battery cells of the high-voltage battery when the electronic assembly is electrically connected to the high-voltage battery. In other words, the electronic assembly can be a so-called balancer or the electronic assembly can be designed to function as a balancer. The said electronic components with which the circuit board of the electronic assembly is equipped can, for example, have correspondingly suitable circuits and also other electrical and/or electronic components. Especially when the electronic assembly functions as a balancer, both the high-voltage insulation and the thermal cooling of the electronic assembly play a particularly important role. Because the underside of the circuit board is at least largely covered by the insulation layer designed as high-voltage insulation, particularly reliable electrical insulation of the electronic assembly from the housing and from the rest of the high-voltage battery can be ensured. The insulation layer designed as high-voltage insulation also serves as a contact surface for mounting the electronic assembly on the battery housing of the high-voltage battery and can be designed or formed in such a way that particularly good, reliable thermal heat dissipation, in particular of the electronic components of the electronic assembly, can be made possible during operation. This can ensure that the electronic assembly does not overheat, especially if it functions as a balancer for the high-voltage battery in question.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht eine Isolierung bis 3,5 kV sicherstellen kann. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Hochvoltisolierung durch die Isolationsschicht im Betrieb der elektronischen Baugruppe, also wenn diese an der besagten Hochvoltbatterie montiert ist, sichergestellt werden.A further possible embodiment of the invention provides that the insulation layer designed as high-voltage insulation can ensure insulation up to 3.5 kV. This makes it possible to ensure particularly reliable high-voltage insulation through the insulation layer during operation of the electronic assembly, i.e. when it is mounted on the said high-voltage battery.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Isolationsschicht Polyimid umfasst. Polyimide weisen besonders gute Eigenschaften hinsichtlich der elektrischen Isolierung auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Isolationsschicht aus Polyimid besteht.According to a further possible embodiment of the invention, it is provided that the insulation layer comprises polyimide. Polyimides have particularly good properties in terms of electrical insulation. It can also be provided that the insulation layer consists of polyimide.
In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Isolationsschicht zwischen 25 und 50 µm dick ist. Dies kann insbesondere im Zusammenhang mit der Polyimid umfassenden Isolationsschicht vorgesehen sein. Die Wärmeübertragung von der elektronischen Baugruppe, insbesondere von deren elektronischen Komponenten, auf das betreffende Gehäuse der Hochvoltbatterie kann aufgrund der sehr dünnen Isolationsschicht, die lediglich zwischen 25 und 50 µm dick ist, sichergestellt werden. Gleichzeitig wird durch diese Dicke eine zuverlässige Hochvoltisolierung sichergestellt.In a further possible embodiment of the invention, it is provided that the insulation layer is between 25 and 50 μm thick. This can be provided in particular in connection with the insulation layer comprising polyimide. The heat transfer from the electronic assembly, in particular from its electronic components, to the relevant housing of the high-voltage battery can be ensured due to the very thin insulation layer, which is only between 25 and 50 µm thick. At the same time, this thickness ensures reliable high-voltage insulation.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Isolationsschicht auf die Unterseite der Leiterplatte auflaminiert ist. Die Herstellung und Bestückung der Leiterplatte der elektronischen Baugruppe kann ganz konventionell erfolgen, wonach dann das Polyimidmaterial auf die Unterseite der Leiterplatte auflaminiert wird. Dies kann sowohl beim Leiterplattenhersteller als auch in einem nachgelagerten Prozessschritt, beispielsweise bei einem Automobilzulieferer, erfolgen. Durch das Auflaminieren kann die Isolationsschicht auf besonders einfache und zuverlässige Weise auf die Unterseite der Leiterplatte aufgebracht werden. Dabei kann ein Großteil der Unterseite der Leiterplatte mit der Isolationsschicht versehen werden.According to a further possible embodiment of the invention, it is provided that the insulation layer is laminated onto the underside of the circuit board. The production and assembly of the printed circuit board of the electronic assembly can can be done quite conventionally, after which the polyimide material is then laminated onto the underside of the circuit board. This can be done both at the circuit board manufacturer and in a downstream process step, for example at an automotive supplier. By laminating, the insulation layer can be applied to the underside of the circuit board in a particularly simple and reliable manner. A large part of the underside of the circuit board can be provided with the insulation layer.
Eine alternative mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Isolationsschicht FR4 umfasst oder aus FR hergestellt ist. FR4 bezeichnet eine Klasse von schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoffen, bestehend aus Epoxidharz und Glasfasergewebe. Die Abkürzung FR steht für Flame Retardant, also flammenhemmend. FR4 weist üblicherweise eine ziemlich hohe Durchschlagfestigkeit auf, beispielsweise im Bereich von 20 bis 60 kV/mm. Dadurch, dass die Isolationsschicht FR4 umfasst oder daraus hergestellt ist, kann diese für eine besonders zuverlässige Hochvoltisolierung sorgen.An alternative possible embodiment of the invention provides that the insulation layer comprises FR4 or is made from FR. FR4 refers to a class of flame-retardant and flame-retardant composite materials consisting of epoxy resin and fiberglass fabric. The abbreviation FR stands for Flame Retardant. FR4 typically has a fairly high dielectric strength, for example in the range of 20 to 60 kV/mm. Because the insulation layer comprises FR4 or is made from it, it can ensure particularly reliable high-voltage insulation.
In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das FR4 ein No Flow Prepreg umfasst oder ist. In dem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass die Isolationsschicht aus FR4 auf die Unterseite der Leiterplatte auflaminiert ist. Dadurch, dass die FR4 umfassende Isolationsschicht ein No Flow Prepreg aufweist oder daraus besteht, kann während des Laminiervorgangs sichergestellt werden, dass die Isolationsschicht während des Laminiervorgangs ihre Form beibehält. Dadurch kann unter anderem sichergestellt werden, dass die Isolationsschicht die gewünschte Schichtdicke beibehält bzw. auch nach dem Laminiervorgang aufweist. Die FR4 umfassende Isolationsschicht kann beispielsweise 50 µm bis 150 µm dick sein. Dadurch kann einerseits eine besonders gute Hochvoltisolierung und andererseits ein guter Wärmeabtransport von der elektronischen Baugruppe, insbesondere ihrer elektronischen Komponenten, hin zum Gehäuse der Hochvoltbatterie sichergestellt werden.In a further possible embodiment of the invention, it is provided that the FR4 comprises or is a no-flow prepreg. In this context, it can be provided that the insulation layer made of FR4 is laminated to the underside of the circuit board. Because the FR4-comprising insulation layer has or consists of a no-flow prepreg, it can be ensured during the lamination process that the insulation layer retains its shape during the lamination process. This can ensure, among other things, that the insulation layer maintains the desired layer thickness or has it even after the lamination process. The insulation layer comprising FR4 can be, for example, 50 µm to 150 µm thick. This can ensure, on the one hand, particularly good high-voltage insulation and, on the other hand, good heat dissipation from the electronic assembly, in particular its electronic components, to the housing of the high-voltage battery.
Eine alternative mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Isolationsschicht auf die Unterseite der Leiterplatte aufgepresst ist. Handelt es sich bei der Leiterplatte um eine mehrlagige Leiterplatte, so können zunächst erstmal deren Lagen produziert werden, wonach anschließend beispielsweise die FR4 umfassende Isolationsschicht mit den restlichen Lagen verpresst, gebohrt und durchkontaktiert werden kann. Durch das Aufpressen der Isolationsschicht auf die Unterseite der Leiterplatte kann eine besonders einfache und zuverlässige Verbindung zwischen der Isolationsschicht und der Leiterplatte sichergestellt werden.An alternative possible embodiment of the invention provides that the insulation layer is pressed onto the underside of the circuit board. If the circuit board is a multi-layer circuit board, its layers can first be produced, after which, for example, the insulation layer comprising FR4 can be pressed, drilled and plated through with the remaining layers. By pressing the insulation layer onto the underside of the circuit board, a particularly simple and reliable connection between the insulation layer and the circuit board can be ensured.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestücken eines Gehäuses einer Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug wird zumindest die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe oder eine mögliche Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe an dem Batteriegehäuse der Hochvoltbatterie befestigt, wobei die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht unmittelbar oder unter Vermittlung eines Gapfillers am Batteriegehäuse angeordnet wird. Die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht kann unmittelbar, also ohne dazwischen liegendes weiteres Material, direkt am Batteriegehäuse angeordnet werden. Alternativ ist es möglich, einen Gapfiller zwischen der als Hochvoltisolierung ausgelegten Isolationsschicht und dem Batteriegehäuse vorzusehen, insbesondere ansonsten kein anderes Material, also nur den Gapfiller. Der Gapfiller kann neben dem Ausgleichen von Unebenheiten dazu dienen, die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht mit dem Batteriegehäuse zu verbinden, insbesondere zu verkleben, sodass die Isolationsschicht also unter Vermittlung des Gapfillers mit dem Batteriegehäuse verbunden wird. Die elektronische Baugruppe kann außenseitig oder auch innenseitig am Gehäuse der Hochvoltbatterie angeordnet werden. Auch ist es möglich, im Zuge des Verfahrens bzw. im Zuge der Bestückung des Gehäuses der Hochvoltbatterie mehrere der elektronischen Baugruppen am Batteriegehäuse mit ihren jeweiligen als Hochvoltisolierung ausgelegten Isolationsschichten anzuordnen. Die Bestückung des Gehäuses der Hochvoltbatterie mit der elektronischen Baugruppe gestaltet sich dabei besonders einfach, da die elektrische Isolierung vollständig in die elektronische Baugruppe verlagert ist, nämlich dadurch, dass die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht Bestandteil der elektronischen Baugruppe ist. Dadurch müssen beim Bestücken des Gehäuses keine weiteren Vorkehrungen getroffen werden, um die elektronische Baugruppe gegenüber dem Batteriegehäuse elektrisch abzuschirmen bzw. zu isolieren. Ansonsten aufwendige Maßnahmen zur elektrischen Isolierung können somit entfallen, beispielsweise ist es nicht erforderlich, eine Schutzfolie auf der elektronischen Baugruppe aufzubringen, das Batteriegehäuse beispielsweise mit einem Isolierlack oder einer Folie zu versehen und dergleichen. Insgesamt ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren also eine besonders einfache und zuverlässige elektrische Isolierung der elektronischen Baugruppe gegenüber dem Gehäuse der Hochvoltbatterie.In the method according to the invention for equipping a housing of a high-voltage battery for a motor vehicle, at least the electronic assembly according to the invention or a possible embodiment of the electronic assembly is attached to the battery housing of the high-voltage battery, with the insulation layer designed as high-voltage insulation being arranged on the battery housing directly or with the aid of a gap filler. The insulation layer designed as high-voltage insulation can be arranged directly on the battery housing, i.e. without any additional material in between. Alternatively, it is possible to provide a gap filler between the insulation layer designed as high-voltage insulation and the battery housing, in particular no other material, i.e. only the gap filler. In addition to compensating for unevenness, the gap filler can serve to connect, in particular to glue, the insulation layer designed as high-voltage insulation to the battery housing, so that the insulation layer is connected to the battery housing via the gap filler. The electronic assembly can be arranged on the outside or inside of the housing of the high-voltage battery. It is also possible, in the course of the method or in the course of equipping the housing of the high-voltage battery, to arrange several of the electronic assemblies on the battery housing with their respective insulation layers designed as high-voltage insulation. Equipping the housing of the high-voltage battery with the electronic assembly is particularly simple because the electrical insulation is completely relocated to the electronic assembly, namely because the insulation layer designed as high-voltage insulation is part of the electronic assembly. This means that no further precautions need to be taken when equipping the housing in order to electrically shield or insulate the electronic assembly from the battery housing. Otherwise complex measures for electrical insulation can therefore be omitted; for example, it is not necessary to apply a protective film to the electronic assembly, to provide the battery housing with an insulating varnish or a film, for example, and the like. Overall, the method according to the invention results in a particularly simple and reliable electrical insulation of the electronic assembly from the housing of the high-voltage battery.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention can be found in the following description of possible exemplary embodiments and in the drawing. The front one Features and feature combinations mentioned in the description as well as the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention leave.
Kurze FigurenbeschreibungShort character description
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Draufsicht auf eine Oberseite einer elektronischen Baugruppe für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, die eine mit elektronischen Komponenten bestückte Leiterplatte aufweist; -
2 eine schematische Seitenansicht der elektronischen Baugruppe, wobei eine als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht zu erkennen ist, die an der Unterseite der Leiterplatte angeordnet ist; -
3 eine schematische Draufsicht von unten auf die elektronische Baugruppe, sodass die als Hochvoltisolierung ausgelegte Isolationsschicht zu erkennen ist; und -
4 eine schematische Darstellung eines Gehäuses einer Hochvoltbatterie, wobei mehrere der elektronischen Baugruppen außenseitig am Gehäuse der Hochvoltbatterie.
-
1 a schematic top view of a top side of an electronic assembly for a high-voltage battery of a motor vehicle, which has a circuit board equipped with electronic components; -
2 a schematic side view of the electronic assembly, showing an insulation layer designed as high-voltage insulation, which is arranged on the underside of the circuit board; -
3 a schematic top view from below of the electronic assembly, so that the insulation layer designed as high-voltage insulation can be seen; and -
4 a schematic representation of a housing of a high-voltage battery, with several of the electronic assemblies on the outside of the housing of the high-voltage battery.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Eine elektronische Baugruppe 10 für eine hier nicht gezeigte Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs ist in einer Draufsicht von oben in
In
In
Alternativ kann die Isolationsschicht 20 auch aus FR4 hergestellt werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Isolationsschicht 20 aus FR4 ein No Flow Prepreg ist. Prepreg ist die englische Kurzform für Pre Impregnated Fibers, zu Deutsch vorimprägnierte Fasern. Prepregs sind üblicherweise mit Reaktionsharzen vorimprägnierte textile Faser-Matrix-Halbzeuge, die zur Herstellung von Bauteilen unter Temperatur und Druck ausgehärtet werden. Die aus FR4 hergestellte Isolationsschicht 20 kann beispielsweise 80 µm dick sein. Dabei kann die Isolationsschicht 20 zum Beispiel auf die Unterseite 18 der Leiterplatte 14 auflaminiert werden. Alternativ ist es auch möglich, die Isolationsschicht 20 auf die Unterseite 18 der Leiterplatte 14 aufzupressen. Fertigungstechnisch kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass zunächst nur die Lagen der Leiterplatte 14 produziert werden, wonach erst als fünfte Lage die Isolationsschicht 20 verpresst, gebohrt und durchkontaktiert wird.Alternatively, the
In
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 1010
- elektronische Baugruppeelectronic assembly
- 1212
- elektronische Komponentenelectronic components
- 1414
- LeiterplatteCircuit board
- 1616
- Oberseite der LeiterplatteTop of the circuit board
- 1818
- Unterseite der LeiterplatteBottom of the circuit board
- 2020
- als Hochvoltisolierung ausgelegte IsolationsschichtInsulation layer designed as high-voltage insulation
- 2222
- Gehäuse einer HochvoltbatterieHousing of a high-voltage battery
- 2424
- Außenseite des GehäusesOutside of the case
Claims (12)
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2023
- 2023-07-21 WO PCT/EP2023/070252 patent/WO2024033055A1/en unknown
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