DE102022210965A1 - Power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, electric axle drive for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing a power converter - Google Patents
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Abstract
Ein Stromrichter (130) für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs umfasst Gleichstromanschlüsse für einen elektrischen Gleichstrom von einem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs und Wechselstromanschlüsse zum Bereitstellen eines elektrischen Wechselstroms für eine elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs. Der Stromrichter (130) umfasst auch eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen (235) zum Wandeln des Gleichstroms in den Wechselstrom. Die Schalteinrichtungen (235) sind in mindestens einem Gehäuse (360) angeordnet, wobei das mindestens eine Gehäuse (360) Anschlussstifte (335) für Durchsteckmontage aufweist. Der Stromrichter (130) umfasst ferner eine Leiterplatte (334), an der die Gleichstromanschlüsse, die Wechselstromanschlüsse und das mindestens eine Gehäuse (360) der Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) angeordnet sind. Die Leiterplatte (334) ist zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte (335) ausgeformt. A power converter (130) for an electric axle drive of a motor vehicle comprises direct current connections for an electric direct current from an electrical energy storage device of the motor vehicle and alternating current connections for providing an electric alternating current for an electrical machine of the electric axle drive. The power converter (130) also comprises a plurality of switching devices (235) for converting the direct current into the alternating current. The switching devices (235) are arranged in at least one housing (360), wherein the at least one housing (360) has connection pins (335) for through-hole mounting. The power converter (130) further comprises a circuit board (334) on which the direct current connections, the alternating current connections and the at least one housing (360) of the switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) are arranged. The circuit board (334) is shaped for through-hole mounting of the connection pins (335).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stromrichter für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs, auf einen elektrischen Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug, auf ein Kraftfahrzeug und auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stromrichters.The present invention relates to a power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, to an electric axle drive for a motor vehicle, to a motor vehicle and to a method for producing such a power converter.
Im Bereich von Stromrichtern für elektrische Achsantriebe für Kraftfahrzeuge oder anders ausgedrückt im Bereich von automobilen bzw. automotiven Traktionsinvertern kommen herkömmlicherweise integrierte B6-Brückenmodule, integrierte Halbbrückenmodule oder diskrete Einzelschalter zum Einsatz.In the field of power converters for electric axle drives for motor vehicles or, in other words, in the field of automobile or automotive traction inverters, integrated B6 bridge modules, integrated half-bridge modules or discrete individual switches are conventionally used.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung einen verbesserten Stromrichter für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs, einen verbesserten elektrischen Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug, ein verbessertes Kraftfahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Stromrichters gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, an improved electric axle drive for a motor vehicle, an improved motor vehicle and an improved method for producing a power converter according to the main claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims and the following description.
Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein thermisch optimiertes diskretes Package für schnell schaltende Halbeiter eines Stromrichters für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann, wobei eine Reduktion thermomechanischer Beanspruchung für ein schnellschaltendes Package erreicht werden kann. So kann insbesondere für Halbleitermodule, wie beispielsweise Schalteinrichtungen, von Stromrichtern eine thermisch gute Anbindung bei reduzierter mechanischer Beanspruchung realisiert werden. Thermisch gut anbindbar heißt, das Package bzw. die Schalteinrichtung kann mechanisch perfekt fixiert werden, z. B durch Löten, Sintern oder auch Kleben. Hierzu kann beispielsweise eine Befestigung von Schalteinrichtungen eines solchen Stromrichters an einer Leiterplatte des Stromrichters anstatt mittels Oberflächenmontage (Surface-Mounting Technology, kurz SMT) vielmehr mittels Durchsteckmontage bzw. Einsteckmontage über mechanisch flexible THT-Pins (THT = Through-Hole Technology) bzw. Anschlussstifte für Durchsteckmontage erfolgen. Somit können Schalteinrichtungen eines solchen Stromrichters insbesondere THT-Pins anstatt SMT-Pins aufweisen, wobei eine mechanisch starre Anbindung mit einem potentiellen abreißen von Anschlussstiften verhindert werden kann. Aufgrund der Montage über THT-Pins bzw. Anschlussstifte für Durchsteckmontage kann die mechanische Beanspruchung ausgeglichen werden, welche durch thermomechanische Belastung entstehen kann.The advantages that can be achieved with the approach presented are in particular that a thermally optimized discrete package can be provided for fast-switching semiconductors of a power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, whereby a reduction in thermomechanical stress can be achieved for a fast-switching package. In particular, for semiconductor modules such as switching devices of power converters, a good thermal connection can be achieved with reduced mechanical stress. Good thermal connection means that the package or the switching device can be mechanically fixed perfectly, e.g. by soldering, sintering or gluing. For example, switching devices of such a power converter can be attached to a circuit board of the power converter using through-hole mounting or plug-in mounting via mechanically flexible THT pins (THT = Through-Hole Technology) or connection pins for through-hole mounting instead of using surface mounting technology (SMT for short). This means that switching devices of such a power converter can have THT pins instead of SMT pins, whereby a mechanically rigid connection with the potential for pins to break off can be prevented. Due to the assembly using THT pins or pins for through-hole assembly, the mechanical stress that can arise from thermo-mechanical stress can be compensated.
Es wird ein Stromrichter für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs vorgestellt, wobei der Stromrichter folgende Merkmale aufweist:
- Gleichstromanschlüsse für einen elektrischen Gleichstrom von einem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs;
- Wechselstromanschlüsse zum Bereitstellen eines elektrischen Wechselstroms für eine elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs;
- eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen zum Wandeln des Gleichstroms in den Wechselstrom, wobei die Schalteinrichtungen in mindestens einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das mindestens eine Gehäuse Anschlussstifte für Durchsteckmontage aufweist; und
- eine Leiterplatte, an der die Gleichstromanschlüsse, die Wechselstromanschlüsse und das mindestens eine Gehäuse der Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei die Leiterplatte zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte ausgeformt ist.
- DC connections for a direct electrical current from an electrical energy storage device of the motor vehicle;
- AC connections for providing an alternating electrical current for an electric machine of the electric axle drive;
- a plurality of switching devices for converting the direct current into the alternating current, the switching devices being arranged in at least one housing, the at least one housing having connection pins for through-hole mounting; and
- a printed circuit board on which the direct current connections, the alternating current connections and the at least one housing of the switching devices are arranged, wherein the printed circuit board is shaped for through-hole mounting of the connection pins.
Weiterhin ist auf der Seite der Schalteinrichtungen, die der Leiterplatte abgewandt ist, eine Kontaktierungsfläche zur elektrischen und thermischen Verbindung angeordnet ist. Diese Kontaktierungsfläche wird üblicherweise „Pad“ genannt. Damit kann über die Anschlussstifte eine thermomechanische Entlastung der Schalteinrichtungen erreicht werden.Furthermore, on the side of the switching devices facing away from the circuit board, a contact surface for electrical and thermal connection is arranged. This contact surface is usually called a "pad". This allows thermomechanical relief of the switching devices to be achieved via the connection pins.
Vorteilhafterweise kann die Kontaktierungsfläche als Metallplättchen, insbesondere als ein Kupferplättchen oder -block, ausgebildet sein.Advantageously, the contact surface can be designed as a metal plate, in particular as a copper plate or block.
Dabei ist einer der Anschlussstifte vorteilhafterweise einem ersten Potential, insbesondere dem positiven Potential einer Batterie, zuordenbar, der zweite Anschlussstift einem zweiten Potential, insbesondere dem negativen Potential einer Batterie, und die Kontaktierungsfläche ebenfalls einem der beiden Potentiale, insbesondere dem zweiten Potential.In this case, one of the connection pins can advantageously be assigned to a first potential, in particular the positive potential of a battery, the second connection pin to a second potential, in particular the negative potential of a battery, and the contact surface can also be assigned to one of the two potentials, in particular the second potential.
Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Landfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Kraftrad, ein Nutzfahrzeug oder dergleichen sein. Der Stromrichter kann als ein Wechselrichter oder auch Inverter ausgeführt sein und bezeichnet werden. Der Stromrichter kann ausgebildet sein, um den elektrischen Gleichstrom von dem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs in den Wechselstrom für die elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs des Kraftfahrzeugs umzuwandeln. Der Stromrichter kann auch einen Zwischenkreiskondensator aufweisen. Jede der Schalteinrichtungen kann einen Transistor, insbesondere einen Leistungstransistor aufweisen oder als ein solcher Transistor ausgeführt sein. Eine Einheit aus mindestens einer Schalteinrichtung, einem Gehäuse und Anschlussstiften kann als ein Halbleitermodul bezeichnet werden. Der Stromrichter kann mindestens ein solches Halbleitermodul aufweisen. In der Leiterplatte können Kontaktlöcher ausgeformt sein. Jedes der Kontaktlöcher kann ausgeformt sein, um einen der Anschlussstifte der Schalteinrichtungen aufzunehmen.The motor vehicle can be, for example, a land vehicle, in particular a passenger car, a motorcycle, a commercial vehicle or the like. The power converter can be designed and referred to as an inverter. The power converter can be designed to convert the direct current from the electrical energy storage device of the motor vehicle into the alternating current for the electrical machine of the electric axle drive of the motor vehicle. The power converter can also have an intermediate circuit capacitor. Each of the switching devices can have a transistor, in particular a power transistor, or be designed as such a transistor. A unit comprising at least one Switching device, a housing and connection pins can be referred to as a semiconductor module. The power converter can have at least one such semiconductor module. Contact holes can be formed in the circuit board. Each of the contact holes can be formed to receive one of the connection pins of the switching devices.
Gemäß einer Ausführungsform kann jede der Schalteinrichtungen in einem eigenen Gehäuse angeordnet sein. Somit kann eine Anzahl von Halbleitermodulen aus jeweils einer Schalteinrichtung einem Gehäuse und Anschlussstiften vorgesehen sein, wobei die Anzahl von Halbleitermodulen der Mehrzahl von Schalteinrichtungen entsprechen kann. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Schalteinrichtungen als diskrete Packages oder Halbleitermodule ausgeführt sein können. Solche diskreten Aufbauten können eine gute Skalierbarkeit sowie aufgrund der geringen Komplexität eine vorteilhafte Wettbewerbssituation auf dem Markt und niedrige Kosten bieten.According to one embodiment, each of the switching devices can be arranged in its own housing. Thus, a number of semiconductor modules each comprising a switching device, a housing and connection pins can be provided, wherein the number of semiconductor modules can correspond to the plurality of switching devices. Such an embodiment offers the advantage that the switching devices can be designed as discrete packages or semiconductor modules. Such discrete structures can offer good scalability and, due to the low complexity, an advantageous competitive situation on the market and low costs.
Zusätzlich oder alternativ können mindestens zwei Schalteinrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Somit können mindestens zwei Schalteinrichtungen in einem Halbleitermodul zusammengefasst sein, das ein gemeinsames Gehäuse und Anschlussstifte aufweisen kann. Der Stromrichter kann mindestens ein solches Halbleitermodul aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Schalteinrichtungen als integrierte Halbleitermodule oder Leistungsmodule ausgeführt sein können. Dadurch kann eine Komplexität bei der Integration solcher Schalteinrichtungen in den Stromrichter bzw. Traktionsinverter verringert werden.Additionally or alternatively, at least two switching devices can be arranged in a common housing. Thus, at least two switching devices can be combined in a semiconductor module, which can have a common housing and connection pins. The power converter can have at least one such semiconductor module. Such an embodiment offers the advantage that the switching devices can be designed as integrated semiconductor modules or power modules. This can reduce the complexity of integrating such switching devices into the power converter or traction inverter.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Stromrichter sechs Schalteinrichtungen aufweisen, die in einer B6-Brückenschaltung verschaltet sein können. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige, effiziente und kostengünstige Wandlung des Gleichstroms in den Wechselstrom ermöglicht wird.According to one embodiment, the power converter can have six switching devices that can be connected in a B6 bridge circuit. Such an embodiment offers the advantage of enabling a reliable, efficient and cost-effective conversion of the direct current into the alternating current.
Auch kann der Stromrichter eine Kühleinrichtung aufweisen, die thermisch zumindest mit den Schalteinrichtungen gekoppelt sein kann. Unter einer Kühleinrichtung kann beispielsweise ein aktiver oder passiver Kühler verstanden werden, wie sie typischerweise im Zusammenhang mit elektrischen Schaltungen verwendet werden. Optional kann die Kühleinrichtung von einem Kühlmittel durchströmt sein, um eine Kühlleistung zu erhöhen. Unter Verwendung der Kühleinrichtung kann durch den Betrieb des Stromrichters generierte thermische Energie von den Schalteinrichtungen abgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige Wärmeabfuhr von zumindest den Schalteinrichtungen realisiert werden kann. So können beispielsweise auch schnelle Schaltvorgänge der Schalteinrichtungen ermöglicht werden.The power converter can also have a cooling device that can be thermally coupled at least to the switching devices. A cooling device can be understood to mean, for example, an active or passive cooler, as is typically used in connection with electrical circuits. Optionally, a coolant can flow through the cooling device in order to increase cooling performance. Using the cooling device, thermal energy generated by the operation of the power converter can be dissipated from the switching devices. Such an embodiment offers the advantage that reliable heat dissipation can be achieved from at least the switching devices. This can also enable, for example, fast switching operations of the switching devices.
Ferner kann der Stromrichter mindestens einen Entstörkondensator aufweisen, der an der Leiterplatte angeordnet sein kann. Der mindestens eine Entstörkondensator kann mit mindestens einem der Gleichstromanschlüsse und mit Masse elektrisch verbunden sein. Der mindestens eine Entstörkondensator kann als ein Klasse-Y-Kondensator ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass hochfrequente Störsignale beseitigt werden können und damit eine Herabsetzung von elektromagnetischen Störungen bewirkt werden kann.Furthermore, the power converter can have at least one interference suppression capacitor, which can be arranged on the circuit board. The at least one interference suppression capacitor can be electrically connected to at least one of the direct current connections and to ground. The at least one interference suppression capacitor can be designed as a class Y capacitor. Such an embodiment offers the advantage that high-frequency interference signals can be eliminated and thus a reduction in electromagnetic interference can be achieved.
Insbesondere können die Gleichstromanschlüsse in einem Gleichstrombereich des Stromrichters angeordnet sein. Hierbei können die Wechselstromanschlüsse in einem Wechselstrom bereich des Stromrichters angeordnet sein. Dabei kann bezogen auf eine Abmessungsachse des Stromrichters der Wechselstrombereich zwischen zwei Teilen des Gleichstrombereichs angeordnet sein. Die Abmessungsachse kann eine Breitenabmessung, eine Längenabmessung oder eine Diagonalabmessung des Stromrichters repräsentieren. Ein erster Teil des Gleichstrombereichs kann einen ersten Gleichstromanschluss aufweisen und ein zweiter Teil des Gleichstrombereichs kann einen zweiten Gleichstromanschluss aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein kompakter Aufbau des Stromrichters ermöglicht wird.In particular, the direct current connections can be arranged in a direct current region of the power converter. In this case, the alternating current connections can be arranged in an alternating current region of the power converter. In this case, the alternating current region can be arranged between two parts of the direct current region with respect to a dimension axis of the power converter. The dimension axis can represent a width dimension, a length dimension or a diagonal dimension of the power converter. A first part of the direct current region can have a first direct current connection and a second part of the direct current region can have a second direct current connection. Such an embodiment offers the advantage of enabling a compact construction of the power converter.
Daneben betrifft die Erfindung einen elektrischen Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer elektrischen Maschine, einer Getriebeeinrichtung und einer Ausführungsform eines hierin beschriebenen Stromrichters.In addition, the invention relates to an electric axle drive for a motor vehicle with at least one electric machine, a transmission device and an embodiment of a power converter described herein.
Der Stromrichter kann als ein Wechselrichter oder Inverter ausgeführt sein. Unter Verwendung des Stromrichters kann ein zum Betreiben der elektrischen Maschine erforderlicher elektrischer Wechselstrom bereitgestellt werden. Unter Verwendung der Getriebeeinrichtung kann ein von der elektrischen Maschine bereitgestelltes Drehmoment in ein Antriebsmoment zum Antreiben zumindest eines Rads des Kraftfahrzeugs umgewandelt werden. Die Getriebeeinrichtung kann ein Getriebe zum Reduzieren der Drehzahl der elektrischen Maschine sowie optional ein Differenzial aufweisen.The power converter can be designed as a power inverter. Using the power converter, an alternating electrical current required to operate the electrical machine can be provided. Using the transmission device, a torque provided by the electrical machine can be converted into a drive torque for driving at least one wheel of the motor vehicle. The transmission device can have a transmission for reducing the speed of the electrical machine and optionally a differential.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Ausführungsform eines hierin genannten Stromrichters und zusätzlich oder alternativ mit einer Ausführungsform eines hierin genannten elektrischen Achsantriebs.In addition, the invention relates to a motor vehicle with an embodiment of a power converter mentioned herein and additionally or alternatively with an embodiment of an electric axle drive mentioned herein.
Entsprechend kann ein Kraftfahrzeug einen hierin genannten Stromrichter und zusätzlich oder alternativ einen genannten elektrischen Achsantrieb umfassen.Accordingly, a motor vehicle may comprise a power converter as mentioned herein and additionally or alternatively a mentioned electric axle drive.
Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen einer Ausführungsform eines hierin genannten Stromrichters vorgestellt, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist:
- Bereitstellen der Gleichstromanschlüsse, der Wechselstromanschlüsse, der Mehrzahl von Schalteinrichtungen, die in dem mindestens einem Gehäuse (360) angeordnet sind, das die Anschlussstifte für die Durchsteckmontage aufweist, und der Leiterplatte, die zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte ausgeformt ist; und
- Anordnen der Gleichstromanschlüsse, der Wechselstromanschlüsse und des mindestens einen Gehäuses an der Leiterplatte, wobei das Gehäuse mittels Durchsteckmontage der Anschlussstifte an der Leiterplatte befestigt wird.
- Providing the DC terminals, the AC terminals, the plurality of switching devices arranged in the at least one housing (360) having the terminal pins for through-hole mounting, and the circuit board shaped for through-hole mounting of the terminal pins; and
- Arranging the DC terminals, the AC terminals and the at least one housing on the circuit board, wherein the housing is attached to the circuit board by through-hole mounting of the terminal pins.
Durch Ausführen eines solchen Verfahrens kann ein hierin genannter Stromrichter mit vorteilhaften Eigenschaften und zusätzlich oder alternativ auf vorteilhafte Weise hergestellt werden.By carrying out such a method, a power converter as mentioned herein can be produced with advantageous properties and additionally or alternatively in an advantageous manner.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs; -
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs; -
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs; -
4 eine schematische Darstellung eines Gehäuses einer Schalteinrichtung aus3 ; -
5 eine schematische Darstellung des Gehäuses aus4 ; und -
6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Stromrichters.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle; -
2 a schematic representation of an embodiment of a power converter for an electric axle drive of a motor vehicle; -
3 a schematic representation of an embodiment of a power converter for an electric axle drive of a motor vehicle; -
4 a schematic representation of a housing of a switching device from3 ; -
5 a schematic representation of the housing4 ; and -
6 a flow chart of an embodiment of a method for producing a power converter.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, whereby a repeated description of these elements is omitted.
Elektrische Energie zum Betreiben der elektrischen Maschine 105 wird von einer Energieversorgungseinrichtung, hier dem elektrischen Energiespeicher 110 bereitgestellt. Der elektrische Energiespeicher 110 ist ausgebildet, um Gleichstrom bereitzustellen, der unter Verwendung eines Stromrichters 130 des elektrischen Achsantriebs 120 in einen Wechselstrom, beispielsweise einen dreiphasigen Wechselstrom, gewandelt und der elektrischen Maschine 140 bereitgestellt wird. Eine von der elektrischen Maschine 140 angetriebene Welle ist direkt oder unter Verwendung der Getriebeeinrichtung 150 mit zumindest einem Rad 105 des Kraftfahrzeugs 100 gekoppelt. Somit kann das Kraftfahrzeug 100 unter Verwendung der elektrischen Maschine 140 fortbewegt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der elektrische Achsantrieb 120 ein Gehäuse, in dem der Stromrichter 130, die elektrische Maschine 140 und die Getriebeeinrichtung 150 angeordnet sind.Electrical energy for operating the
Insbesondere auf den Stromrichter 130 wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren noch detaillierter eingegangen.In particular, the
Der Stromrichter 130 umfasst Gleichstromanschlüsse 231, eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen 235, Wechselstromanschlüsse 237 und eine Leiterplatte, die hier aus Darstellungsgründen in der Figur weggelassen ist. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Stromrichter 130 ferner einen Zwischenkreiskondensator 233. Die Gleichstromanschlüsse 231 sind in einem Gleichstrombereich 232 angeordnet. Die Wechselstromanschlüsse 237 sind in einem Wechselstrom bereich 238 angeordnet.The
Die Gleichstromanschlüsse 231 sind für einen elektrischen Gleichstrom von dem elektrischen Energiespeicher 110 des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Anders ausgedrückt ist der Stromrichter 130 über die Gleichstromanschlüsse 231 an den elektrischen Energiespeicher 110 anschließbar oder angeschlossen. Die Wechselstromanschlüsse 237 sind zum Bereitstellen eines elektrischen Wechselstroms für die elektrische Maschine 140 des elektrischen Achsantriebs vorgesehen. Anders ausgedrückt ist der Stromrichter 130 über die Wechselstromanschlüsse 237 an die elektrische Maschine 140 anschließbar oder angeschlossen. Die Gleichstromanschlüsse 231 und/oder die Wechselstromanschlüsse 237 sind beispielsweise jeweils ausgeformt um ein Ende eines Stromkabels aufzunehmen und beispielsweise durch Anschrauben, Anklemmen oder Anlöten mechanisch und elektrisch zu kontaktieren.The
Die Schalteinrichtungen 235 sind ausgebildet, um den Gleichstrom in den Wechselstrom zu wandeln. Auch wenn es in
An der Leiterplatte sind die Gleichstromanschlüsse 231, die Wechselstromanschlüsse 237 und das mindestens eine Gehäuse der Schalteinrichtungen 235 angeordnet. Die Leiterplatte ist zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte der Schalteinrichtungen 235 bzw. des mindestens einen Gehäuses der Schalteinrichtungen 235 ausgeformt.The direct
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist jede der Schalteinrichtungen 235 in einem eigenen Gehäuse angeordnet. Alternativ sind mindestens zwei der Schalteinrichtungen 235 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.According to one embodiment, each of the
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Stromrichter 130 lediglich beispielhaft sechs Schalteinrichtungen 235, hier eine erste Schalteinrichtung S1, eine zweite Schalteinrichtung S2, eine dritte Schalteinrichtung S3, eine vierte Schalteinrichtung S4, eine fünfte Schalteinrichtung S5 und eine sechste Schalteinrichtung S6. Die Schalteinrichtungen 235 bzw. S1, S2, S3, S4, S5 und S6 sind in einer B6-Brückenschaltung verschaltet. Dabei ist ein erster der Gleichstromanschlüsse 231 mit einem ersten Anschluss der ersten Schalteinrichtung S1, einem ersten Anschluss der dritten Schalteinrichtung S3 und einem ersten Anschluss der fünften Schalteinrichtung S5 elektrisch verbunden. Ein zweiter der Gleichstromanschlüsse 231 ist mit einem ersten Anschluss der zweiten Schalteinrichtung S2, einem ersten Anschluss der vierten Schalteinrichtung S4 und einem ersten Anschluss der sechsten Schalteinrichtung S6 elektrisch verbunden. Ein erster der Wechselstromanschlüsse 237 ist mit einem zweiten Anschluss der ersten Schalteinrichtung S1 und einem zweiten Anschluss der zweiten Schalteinrichtung S2 elektrisch verbunden. Ein zweiter der Wechselstromanschlüsse 237 ist mit einem zweiten Anschluss der dritten Schalteinrichtung S3 und einem zweiten Anschluss der vierten Schalteinrichtung S4 elektrisch verbunden. Ein dritter der Wechselstromanschlüsse 237 ist mit einem zweiten Anschluss der fünften Schalteinrichtung S5 und einem zweiten Anschluss der sechsten Schalteinrichtung S6 elektrisch verbunden. Der Zwischenkreiskondensator 233 ist dem ersten der Gleichstromanschlüsse 231 und dem zweiten der Gleichstromanschlüsse 231 elektrisch verbunden.According to the exemplary embodiment shown here, the
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Stromrichter 130 in umgekehrter Richtung betrieben werden, sodass die elektrische Maschine 140 als Generator zum Laden des elektrischen Energiespeichers 110 verwendet werden kann.According to one embodiment, the
Der Stromrichter 130 umfasst die Gleichstromanschlüsse, die Mehrzahl von Schalteinrichtungen 235, die Wechselstromanschlüsse und die Leiterplatte 334. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Stromrichter 130 ferner eine optinale Kühleinrichtung 336 und lediglich beispielhaft zwei Entstörkondensatoren 339 sowie zwei Massebereiche GND.The
Die Gleichstromanschlüsse sind in dem Gleichstrombereich 232 angeordnet, von dem hier zwei Teile dargestellt sind. Die Wechselstromanschlüsse sind in dem Wechselstrombereich 238 angeordnet, der bezogen auf eine Abmessungsachse (A) des Stromrichters 130 zwischen den zwei Teilen des Gleichstrombereichs 232 angeordnet ist. Die Abmessungsachse (A) erstreckt sich in der Darstellung von
Die Gleichstromanschlüsse sind für einen elektrischen Gleichstrom von dem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Anders ausgedrückt ist der Stromrichter 130 über die Gleichstromanschlüsse an den elektrischen Energiespeicher anschließbar oder angeschlossen. Die Wechselstromanschlüsse sind zum Bereitstellen eines elektrischen Wechselstroms für die elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs vorgesehen. Anders ausgedrückt ist der Stromrichter 130 über die Wechselstromanschlüsse an die elektrische Maschine anschließbar oder angeschlossen.The direct current connections are provided for an electrical direct current from the electrical energy storage device of the motor vehicle. In other words, the
Die Schalteinrichtungen 235 sind ausgebildet, um den Gleichstrom in den Wechselstrom zu wandeln. Die Schalteinrichtungen 235 sind in mindestens einem Gehäuse 360 angeordnet, das Anschlussstifte 335 zur Durchsteckmontage an der Leiterplatte 334 aufweist. Die Anschlussstifte 335 dienen zur elektrischen Kontaktierung der Schalteinrichtungen 235.The switching
An der Leiterplatte 334 sind die Gleichstromanschlüsse bzw. der Gleichstrombereich 232, die Wechselstromanschlüsse bzw. der Wechselstrombereich 238 und das mindestens eine Gehäuse 360 der Schalteinrichtungen 235 angeordnet. Die Leiterplatte 334 ist zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte 335 der Schalteinrichtungen 235 bzw. des mindestens einen Gehäuses 360 der Schalteinrichtungen 235 ausgeformt. Die Leiterplatte 334 weist hierzu Kontaktlöcher zur Aufnahme der Anschlussstifte 335 auf.The direct current connections or the direct
In der Darstellung von
Beispielsweise ist in einem der Gehäuse 360 ausschließlich die in
Die Kühleinrichtung 336 ist zumindest mit den Schalteinrichtungen 235 thermisch gekoppelt. Die Kühleinrichtung 336 ist ausgebildet, um Wärme von den Schalteinrichtungen 235 abzuführen. Beispielsweise ist die Kühleinrichtung 336 dazu thermisch mit einem Deckenabschnitt des zumindest einen Gehäuses 360 gekoppelt. Die Entstörkondensatoren 339 sind an der Leiterplatte 334 angeordnet. Die Entstörkondensatoren 339 sind mit den Gleichstromanschlüssen bzw. den Teilen des Gleichstrombereichs 232 und mit Masse bzw. dem Massebereich GND elektrisch verbunden.The cooling device 336 is thermally coupled at least to the
Die Kontaktierungsflächen 361 erstrecken sich bevorzugt über die ganze, der Leiterplatte 334 abgewandten Seite. Alternativ können sie auch nur einen Teilbereich der Fläche belegen.The contact surfaces 361 preferably extend over the entire side facing away from the circuit board 334. Alternatively, they can also occupy only a portion of the surface.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Boden des Korpus des Gehäuses 360 keine Kontaktfläche zum Herstellen einer Lötverbindung zu der Leiterplatte auf. Eine elektrische Kontaktierung der in das Gehäuse 360 integrierten zumindest einen Schalteinrichtung 235 erfolgt ausschließlich über die Anschlussstifte 335. According to one embodiment, the bottom of the body of the housing 360 has no contact surface for establishing a soldered connection to the circuit board. Electrical contacting of the at least one
BezugszeichenReference symbols
- 100100
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 105105
- RäderWheels
- 110110
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 120120
- elektrischer Achsantriebelectric axle drive
- 130130
- StromrichterPower converter
- 140140
- elektrische Maschineelectric machine
- 150150
- GetriebeeinrichtungGearbox device
- 231231
- GleichstromanschlüsseDC connections
- 232232
- GleichstrombereichDC range
- 233233
- ZwischenkreiskondensatorDC link capacitor
- 235235
- SchalteinrichtungenSwitching devices
- 237237
- WechselstromanschlüsseAC connections
- 238238
- WechselstrombereichAC range
- S1S1
- erste Schalteinrichtungfirst switching device
- S2S2
- zweite Schalteinrichtungsecond switching device
- S3S3
- dritte Schalteinrichtungthird switching device
- S4S4
- vierte Schalteinrichtungfourth switching device
- S5S5
- fünfte Schalteinrichtungfifth switching device
- S6S6
- sechste Schalteinrichtungsixth switching device
- 334334
- LeiterplatteCircuit board
- 335335
- AnschlussstifteConnector pins
- 336336
- KühleinrichtungCooling device
- 339339
- EntstörkondensatorSuppression capacitor
- 360360
- GehäuseHousing
- 361361
- KontaktierungsflächeContact surface
- AA
- AbmessungsachseDimension axis
- GNDGND
- MassebereichMass range
- 600600
- Verfahren zum HerstellenMethod of manufacturing
- 601601
- Schritt des BereitstellensDeployment step
- 602602
- Schritt des AnordnensStep of arranging
Claims (11)
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DE102022210965.1A DE102022210965A1 (en) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | Power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, electric axle drive for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing a power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022210965.1A DE102022210965A1 (en) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | Power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, electric axle drive for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing a power converter |
Publications (1)
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---|---|
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Family
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DE102022210965.1A Pending DE102022210965A1 (en) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | Power converter for an electric axle drive of a motor vehicle, electric axle drive for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing a power converter |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017127089A1 (en) | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Infineon Technologies Austria Ag | Multi-die housing and procedures |
DE102019200020A1 (en) | 2019-01-03 | 2020-07-09 | Zf Friedrichshafen Ag | Busbar arrangement and power electronics arrangements |
US20200328141A1 (en) | 2019-04-12 | 2020-10-15 | Infineon Technologies Ag | Chip Package, Method of Forming a Chip Package, Semiconductor Device, Semiconductor Arrangement, Three-Phase-System, Method of Forming a Semiconductor Device, and Method of Forming a Semiconductor Arrangement |
-
2022
- 2022-10-18 DE DE102022210965.1A patent/DE102022210965A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R016 | Response to examination communication |