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.
A power converter for an electric axle drive of a motor vehicle is presented, whereby the power converter has the following features:
  • 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.
A method for producing an embodiment of a power converter mentioned herein is also presented, the method comprising the following step:
  • 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 aus 3;
  • 5 eine schematische Darstellung des Gehäuses aus 4; und
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Stromrichters.
The invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings. They show:
  • 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 from 3 ;
  • 5 a schematic representation of the housing 4 ; 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.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 100. Von dem Kraftfahrzeug 100 sind in der Darstellung von 1 hierbei Räder 105, lediglich beispielhaft vier Räder 105, ein elektrischer Energiespeicher 110, beispielsweise eine Batterie, und ein elektrischer Achsantrieb 120 gezeigt. Der elektrische Achsantrieb 120 umfasst einen Stromrichter 130, eine elektrische Maschine 140 und eine Getriebeeinrichtung 150. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle 100. The motor vehicle 100 is shown in the illustration of 1 Here, wheels 105, just four wheels 105 as an example, an electrical energy storage device 110, for example a battery, and an electric axle drive 120 are shown. The electric axle drive 120 comprises a power converter 130, an electric machine 140 and a transmission device 150.

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 electric machine 105 is provided by an energy supply device, here the electrical energy storage device 110. The electrical energy storage device 110 is designed to provide direct current, which is converted into an alternating current, for example a three-phase alternating current, using a power converter 130 of the electric axle drive 120 and is provided to the electric machine 140. A shaft driven by the electric machine 140 is coupled to at least one wheel 105 of the motor vehicle 100 directly or using the transmission device 150. The motor vehicle 100 can thus be moved using the electric machine 140. According to one embodiment, the electric axle drive 120 comprises a housing in which the power converter 130, the electric machine 140 and the transmission device 150 are arranged.

Insbesondere auf den Stromrichter 130 wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren noch detaillierter eingegangen.In particular, the power converter 130 will be discussed in more detail with reference to the following figures.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters 130 für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs. Der Stromrichter 130 entspricht oder ähnelt hierbei dem Stromrichter aus 1. Ferner sind zusätzlich zu dem Stromrichter 130 zur Veranschaulichung in 2 auch der elektrische Energiespeicher 110 und die elektrische Maschine 140 des elektrischen Achsantriebs gezeigt. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a power converter 130 for an electric axle drive of a motor vehicle. The power converter 130 corresponds or is similar to the power converter from 1 . Furthermore, in addition to the power converter 130, for illustration purposes in 2 also the electrical energy storage unit 110 and the electric machine 140 of the electric axle drive are shown.

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 power converter 130 comprises direct current connections 231, a plurality of switching devices 235, alternating current connections 237 and a circuit board, which is omitted from the figure for reasons of illustration. According to the embodiment shown here, the power converter 130 further comprises an intermediate circuit capacitor 233. The direct current connections 231 are arranged in a direct current area 232. The alternating current connections 237 are arranged in an alternating current area 238.

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 DC terminals 231 are for a direct electrical current from the electrical Energy storage device 110 of the motor vehicle is provided. In other words, the power converter 130 can be connected or is connected to the electrical energy storage device 110 via the direct current connections 231. The alternating current connections 237 are provided for providing an alternating electrical current for the electrical machine 140 of the electric axle drive. In other words, the power converter 130 can be connected or is connected to the electrical machine 140 via the alternating current connections 237. The direct current connections 231 and/or the alternating current connections 237 are each shaped, for example, to accommodate one end of a power cable and to make mechanical and electrical contact, for example by screwing, clamping or soldering.

Die Schalteinrichtungen 235 sind ausgebildet, um den Gleichstrom in den Wechselstrom zu wandeln. Auch wenn es in 2 nicht explizit gezeigt ist, so sind die Schalteinrichtungen 235 entweder in einem Gehäuse angeordnet oder auf mehrere Gehäuse verteilt angeordnet. Beispielsweise kann jede der Schalteinrichtungen ein eigenes Gehäuse aufweisen oder es können zwei oder mehr der Schalteinrichtungen zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ein Gehäuse samt integrierter Schalteinrichtung oder Schalteinrichtungen kann dabei ein diskretes, separat handbares Bauteil darstellen. Das oder die Gehäuse sind dabei mit Anschlussstiften zur Durchsteckmontage an der Leiterplatte ausgestattet. Die Anschlussstifte dienen zur elektrischen Kontaktierung der Schalteinrichtungen 235 und zur mechanischen Befestigung des oder der Gehäuse und somit der Schalteinrichtungen 235 an der Leiterplatte.The switching devices 235 are designed to convert the direct current into alternating current. Even if it is 2 is not explicitly shown, the switching devices 235 are either arranged in a housing or distributed over several housings. For example, each of the switching devices can have its own housing or two or more of the switching devices can be arranged together in a common housing. A housing including integrated switching device or switching devices can represent a discrete, separately handled component. The housing or housings are equipped with connection pins for through-hole mounting on the circuit board. The connection pins are used for electrical contacting of the switching devices 235 and for mechanically fastening the housing or housings and thus the switching devices 235 to the circuit board.

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 current connections 231, the alternating current connections 237 and the at least one housing of the switching devices 235 are arranged on the circuit board. The circuit board is shaped for through-hole mounting of the connection pins of the switching devices 235 or of the at least one housing of the switching devices 235.

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 switching devices 235 is arranged in its own housing. Alternatively, at least two of the switching devices 235 are arranged in a common housing.

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 power converter 130 comprises, by way of example, only six switching devices 235, here a first switching device S1, a second switching device S2, a third switching device S3, a fourth switching device S4, a fifth switching device S5 and a sixth switching device S6. The switching devices 235 or S1, S2, S3, S4, S5 and S6 are connected in a B6 bridge circuit. A first of the direct current connections 231 is electrically connected to a first connection of the first switching device S1, a first connection of the third switching device S3 and a first connection of the fifth switching device S5. A second of the direct current connections 231 is electrically connected to a first connection of the second switching device S2, a first connection of the fourth switching device S4 and a first connection of the sixth switching device S6. A first of the alternating current connections 237 is electrically connected to a second connection of the first switching device S1 and a second connection of the second switching device S2. A second of the AC terminals 237 is electrically connected to a second terminal of the third switching device S3 and a second terminal of the fourth switching device S4. A third of the AC terminals 237 is electrically connected to a second terminal of the fifth switching device S5 and a second terminal of the sixth switching device S6. The intermediate circuit capacitor 233 is electrically connected to the first of the DC terminals 231 and the second of the DC terminals 231.

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 power converter 130 can be operated in the opposite direction so that the electric machine 140 can be used as a generator for charging the electrical energy storage device 110.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters 130 für einen elektrischen Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs. Der Stromrichter 130 entspricht oder ähnelt hierbei dem Stromrichter aus 1 und/oder 2. dabei ist der Stromrichter 130 in 3 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt, insbesondere einer Querschnittsdarstellung. 3 shows a schematic representation of an embodiment of a power converter 130 for an electric axle drive of a motor vehicle. The power converter 130 corresponds or is similar to the power converter from 1 and or 2 . The power converter 130 is in 3 shown in a schematic sectional view, in particular a cross-sectional view.

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 power converter 130 comprises the direct current connections, the plurality of switching devices 235, the alternating current connections and the circuit board 334. According to the embodiment shown here, the power converter 130 further comprises an optional cooling device 336 and, merely by way of example, two interference suppression capacitors 339 and two ground areas GND.

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 3 in der Schnittebene parallel zu der Leiterplatte 334. Anders ausgedrückt erstreckt sich die Abmessungsachse (A) hierbei entlang einer Breitenabmessung des Stromrichters 130.The DC connections are arranged in the DC area 232, two parts of which are shown here. The AC connections are arranged in the AC area 238, which is arranged between the two parts of the DC area 232 with respect to a dimension axis (A) of the power converter 130. The dimension axis (A) extends in the illustration of 3 in the cutting plane parallel to the circuit board 334. In other words, the dimension axis (A) extends along a width dimension of the power converter 130.

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 power converter 130 can be connected or is connected to the electrical energy storage device via the direct current connections. The alternating current connections are provided for providing an electrical alternating current for the electrical machine of the electric axle drive. In other words, the power converter 130 can be connected or is connected to the electrical machine via the alternating current connections.

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 devices 235 are designed to convert the direct current into alternating current. The switching devices 235 are arranged in at least one housing 360, which has connection pins 335 for through-hole mounting on the circuit board 334. The connection pins 335 serve to electrically contact the switching devices 235.

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 current area 232, the alternating current connections or the alternating current area 238 and the at least one housing 360 of the switching devices 235 are arranged on the circuit board 334. The circuit board 334 is shaped for the through-hole mounting of the connection pins 335 of the switching devices 235 or the at least one housing 360 of the switching devices 235. For this purpose, the circuit board 334 has contact holes for receiving the connection pins 335.

In der Darstellung von 3 sind beispielhaft lediglich zwei Schalteinrichtungen 235 mit deren Anschlussstiften 335 und Gehäusen 360 gezeigt. Jede der Schalteinrichtungen 235 ist in einem eigenen Gehäuse 360 angeordnet und über Anschlussstifte 335 mittels Durchsteckmontage an der Leiterplatte 334 montiert. Somit ist beispielsweise jede der Schalteinrichtungen 235 als ein diskretes Package vorgesehen.In the presentation of 3 By way of example, only two switching devices 235 with their connection pins 335 and housings 360 are shown. Each of the switching devices 235 is arranged in its own housing 360 and mounted on the circuit board 334 via connection pins 335 by means of through-hole mounting. Thus, for example, each of the switching devices 235 is provided as a discrete package.

Beispielsweise ist in einem der Gehäuse 360 ausschließlich die in 2 gezeigte Schalteinrichtung S1 und in dem anderen der Gehäuse 360 ausschließlich die in 2 gezeigte Schalteinrichtung S2 integriert. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind in dem einen der Gehäuse 360 die in 2 gezeigte Schalteinrichtungen S1, S3 und S5 und in dem anderen der Gehäuse 360 die in 2 gezeigten Schalteinrichtung S2, S4, S6 integriert. Entsprechend sind andere Kombinationen und auch die Verwendung von mehr als der gezeigten zwei Gehäuse 360 oder die Verwendung nur eines der Gehäuse 360 möglich, in dem dann alle Schalteinrichtungen angeordnet sind.For example, in one of the housings 360 only the 2 shown switching device S1 and in the other of the housings 360 only the 2 According to an alternative embodiment, the switching device S2 shown in FIG. 3 is integrated in one of the housings 360. 2 shown switching devices S1, S3 and S5 and in the other of the housings 360 the in 2 shown switching device S2, S4, S6 are integrated. Accordingly, other combinations and also the use of more than the two housings 360 shown or the use of only one of the housings 360 in which all switching devices are then arranged are possible.

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 switching devices 235. The cooling device 336 is designed to dissipate heat from the switching devices 235. For example, the cooling device 336 is thermally coupled to a ceiling section of the at least one housing 360. The interference suppression capacitors 339 are arranged on the circuit board 334. The interference suppression capacitors 339 are electrically connected to the direct current connections or the parts of the direct current area 232 and to ground or the ground area GND.

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.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Gehäuses 360 für zumindest eine Schalteinrichtung 235, wie sie beispielhaft in 3 gezeigt ist. Von dem Gehäuse 360 sind hierbei eine Mehrzahl von Anschlussstiften 335 zur Durchsteckmontage bzw. Einsteckmontage gezeigt. In dem Gehäuse 360 ist die zumindest eine Schalteinrichtung 235 integriert angeordnet. In der Darstellung von 4 ist das Gehäuse 360 in einer Schrägansicht gezeigt. Die Anschlussstifte 335 sind beispielhaft in zwei Reihen angeordnet. Die Anschlussstifte 335 sind aus einander gegenüberliegenden Seitenwänden eines Korpus des Gehäuses 360 herausgeführt und weisen jeweils eine rechtwinklige Biegung auf, sodass freie Enden der Anschlussstifte 335, die zum Durchführen durch Kontaktlöcher der Leiterplatte vorgesehen sind, parallel zu den Seitenwänden des Gehäuses 360 ausgerichtet sind. Die freien Enden der Anschlussstifte 335 erstrecken sich dazu über einen Boden des Korpus des Gehäuses 360 heraus. 4 shows a schematic representation of a housing 360 for at least one switching device 235, as shown by way of example in 3 is shown. A plurality of connection pins 335 for through-hole mounting or plug-in mounting are shown here from the housing 360. The at least one switching device 235 is arranged integrated in the housing 360. In the illustration of 4 the housing 360 is shown in an oblique view. The connection pins 335 are arranged in two rows, for example. The connection pins 335 are led out of opposite side walls of a body of the housing 360 and each have a right-angled bend, so that free ends of the connection pins 335, which are intended to be led through contact holes in the circuit board, are aligned parallel to the side walls of the housing 360. The free ends of the connection pins 335 extend out over a base of the body of the housing 360.

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 switching device 235 integrated into the housing 360 takes place exclusively via the connection pins 335.

5 zeigt eine schematische Darstellung des Gehäuses 360 aus 4. Das Gehäuse 360 ist in der Darstellung von 5 in einer Seitenansicht gezeigt. Hierbei sind ebenfalls die Anschlussstifte 335 zur Durchsteckmontage bzw. Einsteckmontage gezeigt. 5 shows a schematic representation of the housing 360 from 4 . The housing 360 is shown in the illustration of 5 shown in a side view. The connection pins 335 for through-hole mounting or plug-in mounting are also shown here.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 600 zum Herstellen eines Stromrichters. Durch Ausführen des Verfahrens 600 zum Herstellen ist ein Stromrichter herstellbar, der dem Stromrichter aus einer der hierin beschriebenen Figuren entspricht oder ähnelt. Anders ausgedrückt ist durch Ausführen des Verfahrens 600 zum Herstellen ein Stromrichter herstellbar, der die Merkmale des Stromrichters aus einer der hierin beschriebenen Figuren oder eines ähnlichen Stromrichters aufweist. Das Verfahren 600 zum Herstellen umfasst einen Schritt 601, in dem die erforderlichen Teile, insbesondere die Gleichstromanschlüsse, die Wechselstromanschlüsse, die Mehrzahl von Schalteinrichtungen, die in dem zumindest einen Gehäuse angeordnet sind und die Leiterplatte, bereitgestellt werden. In einem Schritt 602 des Anordnens werden die Gleichstromanschlüsse, die Wechselstromanschlüsse und das mindestens eine Gehäuse der Schalteinrichtungen an der Leiterplatte angeordnet. Dabei wird das mindestens eine Gehäuse mittels Durchsteckmontage der Anschlussstifte an der Leiterplatte befestigt. Dazu wird das Gehäuse so auf die Leiterplatte aufgesetzt, dass die Anschlussstifte durch entsprechende Durchgangsöffnungen in der Leiterplatte geführt werden. Zum elektrischen und mechanischen Kontaktieren werden die Anschlussstifte beispielsweise verlötet. Der Schritt 602 des Anordnens kann hierbei mehrere Teilschritte aufweisen, wobei in jedem Teilschritte eines der Elemente an der Leiterplatte angeordnet wird. 6 shows a flow chart of an embodiment of a method 600 for producing len of a power converter. By carrying out the method 600 for manufacturing, a power converter can be manufactured which corresponds to or is similar to the power converter from one of the figures described here. In other words, by carrying out the method 600 for manufacturing, a power converter can be manufactured which has the features of the power converter from one of the figures described here or a similar power converter. The method 600 for manufacturing comprises a step 601 in which the required parts, in particular the direct current connections, the alternating current connections, the plurality of switching devices which are arranged in the at least one housing and the circuit board, are provided. In a step 602 of arranging, the direct current connections, the alternating current connections and the at least one housing of the switching devices are arranged on the circuit board. The at least one housing is attached to the circuit board by means of through-hole mounting of the connection pins. For this purpose, the housing is placed on the circuit board in such a way that the connection pins are guided through corresponding through holes in the circuit board. For electrical and mechanical contact, the connection pins are soldered, for example. The step 602 of arranging can comprise several sub-steps, wherein in each sub-step one of the elements is arranged on the circuit board.

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)

Stromrichter (130) für einen elektrischen Achsantrieb (120) eines Kraftfahrzeugs (100), wobei der Stromrichter (130) folgende Merkmale aufweist: Gleichstromanschlüsse (231) für einen elektrischen Gleichstrom von einem elektrischen Energiespeicher (110) des Kraftfahrzeugs (100); Wechselstromanschlüsse (237) zum Bereitstellen eines elektrischen Wechselstroms für eine elektrische Maschine (140) des elektrischen Achsantriebs (120); eine Mehrzahl von Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) zum Wandeln des Gleichstroms in den Wechselstrom, wobei die Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) in mindestens einem Gehäuse (360) angeordnet sind, wobei das mindestens eine Gehäuse (360) Anschlussstifte (335) für Durchsteckmontage aufweist; und eine Leiterplatte (334), an der die Gleichstromanschlüsse (231), die Wechselstromanschlüsse (237) und das mindestens eine Gehäuse (360) der Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) angeordnet sind, wobei die Leiterplatte (334) zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte (335) ausgeformt ist, wobei auf der Seite der Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6), die der Leiterplatte abgewandt ist, eine Kontaktierungsfläche (361) zur elektrischen und thermischen Verbindung angeordnet ist.Power converter (130) for an electric axle drive (120) of a motor vehicle (100), the power converter (130) having the following features: DC connections (231) for an electric direct current from an electric energy storage device (110) of the motor vehicle (100); AC connections (237) for providing an electric alternating current for an electric machine (140) of the electric axle drive (120); a plurality of switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) for converting the direct current into the alternating current, the switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) being arranged in at least one housing (360), the at least one housing (360) having connection pins (335) for through-hole mounting; and a circuit board (334) on which the direct current connections (231), the alternating current connections (237) and the at least one housing (360) of the switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) are arranged, wherein the circuit board (334) is shaped for through-hole mounting of the connection pins (335), wherein on the side of the switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) facing away from the circuit board, a contact surface (361) for electrical and thermal connection is arranged. Stromrichter (130) gemäß Anspruch 1, wobei jede der Schalteinrichtungen (235) in einem eigenen Gehäuse (360) angeordnet ist.Power converter (130) according to Claim 1 , wherein each of the switching devices (235) is arranged in a separate housing (360). Stromrichter (130) gemäß Anspruch 1, wobei mindestens zwei Schalteinrichtungen (235) in einem gemeinsamen Gehäuse (360) angeordnet sind.Power converter (130) according to Claim 1 , wherein at least two switching devices (235) are arranged in a common housing (360). Stromrichter (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Stromrichter (130) sechs Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) aufweist, die in einer B6-Brückenschaltung verschaltet sind.Power converter (130) according to one of the preceding claims, wherein the power converter (130) six switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) which are connected in a B6 bridge circuit. Stromrichter (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Kühleinrichtung (336), die thermisch zumindest mit den Schalteinrichtungen (235) gekoppelt ist.Power converter (130) according to one of the preceding claims, with a cooling device (336) which is thermally coupled at least to the switching devices (235). Stromrichter (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit mindestens einem Entstörkondensator (339), der an der Leiterplatte (334) angeordnet ist, wobei der mindestens eine Entstörkondensator (339) mit mindestens einem der Gleichstromanschlüsse (231, 232) und mit Masse (GND) elektrisch verbunden ist.Power converter (130) according to one of the preceding claims, with at least one interference suppression capacitor (339) which is arranged on the circuit board (334), wherein the at least one interference suppression capacitor (339) is electrically connected to at least one of the direct current terminals (231, 232) and to ground (GND). Stromrichter (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Gleichstromanschlüsse (231) in einem Gleichstrombereich (232) des Stromrichters (130) angeordnet sind, wobei die Wechselstromanschlüsse (237) in einem Wechselstrombereich (238) des Stromrichters (130) angeordnet sind, wobei bezogen auf eine Abmessungsachse (A) des Stromrichters (130) der Wechselstrombereich (238) zwischen zwei Teilen des Gleichstrombereichs (232) angeordnet ist.Power converter (130) according to one of the preceding claims, wherein the direct current connections (231) are arranged in a direct current region (232) of the power converter (130), wherein the alternating current connections (237) are arranged in an alternating current region (238) of the power converter (130), wherein, with respect to a dimensional axis (A) of the power converter (130), the alternating current region (238) is arranged between two parts of the direct current region (232). Stromrichter (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobeiPower converter (130) according to one of the preceding claims, wherein Elektrischer Achsantrieb (120) für ein Kraftfahrzeug (100), wobei der elektrische Achsantrieb (120) wenigstens eine elektrische Maschine, eine Getriebeeinrichtung und einen Stromrichter (130) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufwe i st.Electric axle drive (120) for a motor vehicle (100), wherein the electric axle drive (120) comprises at least one electric machine, a transmission device and a power converter (130) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (100), umfassend einen Stromrichter (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder einen elektrischen Achsantrieb (120) gemäß Anspruch 8.Motor vehicle (100) comprising a power converter (130) according to one of the Claims 1 until 7 and/or an electric axle drive (120) according to Claim 8 . Verfahren (600) zum Herstellen eines Stromrichters (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verfahren (600) folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen (601) der Gleichstromanschlüsse (231), der Wechselstromanschlüsse (237), der Mehrzahl von Schalteinrichtungen (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6), die in dem mindestens einem Gehäuse (360) angeordnet sind, das die Anschlussstifte (335) für die Durchsteckmontage aufweist, und der Leiterplatte (334), die zur Durchsteckmontage der Anschlussstifte (335) ausgeformt ist; und Anordnen (602) der Gleichstromanschlüsse (231), der Wechselstromanschlüsse (237) und des Gehäuses (360) der Schalteinrichtungen (235) an der Leiterplatte (334), wobei das Gehäuse (360) mittels Durchsteckmontage der Anschlussstifte (335) an der Leiterplatte (334) befestigt wird.Method (600) for producing a power converter (130) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the method (600) comprises the step of: providing (601) the direct current terminals (231), the alternating current terminals (237), the plurality of switching devices (235; S1, S2, S3, S4, S5, S6) arranged in the at least one housing (360) having the connection pins (335) for through-hole mounting, and the circuit board (334) shaped for through-hole mounting of the connection pins (335); and arranging (602) the direct current terminals (231), the alternating current terminals (237) and the housing (360) of the switching devices (235) on the circuit board (334), wherein the housing (360) is attached to the circuit board (334) by means of through-hole mounting of the connection pins (335).
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