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Die Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung, insbesondere ein Pulswechselrichter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Bei Kraftfahrzeugen sind Pulswechselrichter bekannt, welche ein Gehäuse aufweisen, in welchem elektronische Komponenten angeordnet sind. Diese elektronischen Komponenten sind dabei typischerweise in dem Innenraum des Gehäuses gemeinsam angeordnet, so dass keine räumliche Trennung vorhanden ist und auch nicht benötigt wird. Sind Komponenten im Innenraum beispielsweise fluidgekühlt ausgebildet, so werden durch die Gehäusewand des Gehäuses Fluidleitungen hindurchgeführt und zu der fluidgekühlten Komponente geführt und abgedichtet angeschlossen, so dass das Fluid zum Kühlen der Komponente in die Komponente einströmen kann, die Komponente durchströmen kann und anschließend aus der Komponente wieder ausströmen kann. Durch den abdichtenden Anschluss der Fluidleitungen kann das Fluid sicher in das Gehäuse zur Komponente und wieder aus der Komponente und aus dem Gehäuse geleitet werden. Diese Gestaltung hat jedoch den Nachteil, dass das Fluid zum Kühlen der Komponente nicht immer gut dort hingelangt, so dass eine optimale Kühlung der zu kühlenden Komponente nicht immer erreicht wird. Auch hat die Durchführung der Fluidleitungen durch das Gehäuse den Nachteil, dass ein gewisses Risiko besteht, dass die Fluidleitungen im Gehäuse undicht werden und das dann austretende Fluid andere Komponenten im Gehäuse beeinträchtigt oder beschädigt.
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Auch ist es bekannt, dass Komponenten mit einer Fluiddirektkühlung betrieben werden können, so dass das kühlende Fluid die Komponente frei direkt anströmen und umströmen kann. Dies hat jedoch den Nachteil, dass diese Fluidanströmung nicht für alle Komponenten im Gehäuse geeignet und zulässig ist, ohne dass diesbezüglich empfindliche Komponenten in ihrer Leistung beeinträchtigt oder gar beschädigt werden.
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Die
DE 10 2017 204 112 A1 offenbart eine Wechselrichteranordnung mit einem Gehäuse, das von einem elektrisch isolierenden Kühlmittel durchströmt wird, wobei in dem Gehäuse Halbleiterbauelemente angeordnet sind, die unmittelbar mit dem Kühlmittel kühlbar sind.
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Die
DE 10 2021 121 444 B3 offenbart einen Pulswechselrichter mit einem ersten Kühlkreislauf und mit einem separaten zweiten Kühlkreislauf.
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Es ist die Aufgabe, eine elektronische Vorrichtung zu schaffen, welche hinsichtlich der Kühlung von zu kühlenden Komponenten verbessert ist und dennoch so gestaltet ist, dass andere Komponenten davon nicht nachteilig beeinträchtigt werden und gleichzeitig auch die elektrische Kontaktierung von Komponenten im Gehäuse sicher gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung, insbesondere ein Pulswechselrichter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum, wobei das Gehäuse zumindest eine Trennwand aufweist, welche den Gehäuseinnenraum in einen ersten Innenraumbereich und in einen zweiten Innenraumbereich abgedichtet unterteilt, wobei in eine Aussparung der Trennwand eine mediendichte Schnittstelle vorgesehen ist, welche aus einem Kunststoffmaterial einteilig mit der Trennwand verbunden ausgebildet ist. Damit kann eine elektronische Vorrichtung geschaffen werden, die eine sichere Abdichtung erlaubt, die ohne viele fehleranfällige Grenzflächen auskommt und die kostengünstig herstellbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mediendichte Schnittstelle durch Transfer-Molding des Kunststoffmaterials hergestellt ist. Dadurch kann die Schnittstelle in einer dauerhaft sicheren und abdichtenden Gestaltung hergestellt werden, die gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn in die mediendichte Schnittstelle zumindest ein Bauteil oder eine Mehrzahl von Bauteilen integriert ist, welches oder welche einen elektrischen Kontakt von dem ersten Innenraumbereich zu dem zweiten Innenraumbereich bewirkt oder bewirken. Damit kann durch die mediendichte Schnittstelle trotz ihrer abdichteten Gestaltung zumindest eine elektrische Verbindung dauerhaft angelegt und benutzt werden. Dies erlaubt, dass in unterschiedlichen Innenraumbereichen verschieden zu behandelnde elektrische und/oder elektronische Komponenten angeordnet werden können, die dennoch über die mediendichte Schnittstelle miteinander elektrisch verbunden sein können.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Integration des zumindest einen Bauteils oder der Mehrzahl von Bauteilen in die mediendichte Schnittstelle beim Transfer-Molding erfolgt ist. Damit wird in einem integrierten Prozess die mediendichte Schnittstelle durch das Transfer-Molding, ein urformender Prozess unter Benutzung von Kunststoffmaterial unter Temperatur und Druck, erzeugt und gleichzeitig wird das zumindest eine Bauteil oder werden die Bauteile in das Kunststoffmaterial integriert.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das Bauteil ein elektrisches Bauteil, oder ein elektronisches Bauteil ist, beispielsweise ein elektrischer Kontaktstreifen, mehrere elektrische Kontaktstreifen, ein elektronisches Halbleiterbauteil, ein elektronisches Leistungshalbleiterbauteil etc. Damit können Bauteile integriert sein, die nur einen elektrischen Kontakt erzeugen und/oder es können Bauteile integriert sein, die auch eine elektronische Komponente sind oder diese umfassen.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn zumindest eine erste elektrische und/oder elektronische Komponente und zumindest eine zweite elektrische und/oder elektronische Komponente vorgesehen sind, wobei die zumindest eine erste elektrische und/oder elektronische Komponente in dem ersten Innenraumbereich angeordnet ist und die zumindest eine zweite elektrische und/oder elektronische Komponente in dem zweiten Innenraumbereich angeordnet ist. Damit können in den jeweiligen Innenraumbereichen auch unterschiedliche elektronische und/oder elektronische Komponenten angeordnet sein, welche auch unterschiedlich behandelt werden können, beispielsweise unterschiedlich gekühlt werden können. So könne Komponenten verwendet werden, welche direkt von Kühlmittel angeströmt oder umströmt werden, um sie zu kühlen und es können in einem anderen Innenraumbereich Komponenten angeordnet werden, die eine solche direkte Kühlung nicht widerstehen würden.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse im Bereich des ersten Innenraumbereichs einen ersten Fluidzulaufanschluss zur Zuführung eines ersten Fluids in den ersten Innenraumbereich und einen ersten Fluidablaufanschluss zur Abführung des ersten Fluids aus dem ersten Innenraumbereich aufweist, wobei das erste Fluid den ersten Innenraumbereich durchströmt. So kann ein Innenraumbereich beispielsweise direkt durchströmt werden, insbesondere zur direkten Kühlung von darin angeordneten Komponenten. Dies ist insbesondere bei Komponenten zweckmäßig, die sehr viel Wärme im Betrieb erzeugen. So ist es auch zweckmäßig, wenn die zumindest eine erste elektrische und/oder elektronische Komponente in dem ersten Innenraumbereich von dem ersten Fluid angeströmt oder umströmt wird. Diese direkt angeströmten direkt gekühlten Komponenten können dadurch besonders effektiv gekühlt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse im Bereich des zweiten Innenraumbereichs einen zweiten Fluidzulaufanschluss zur Zuführung eines zweiten Fluids in den zweiten Innenraumbereich und einen zweiten Fluidablaufanschluss zur Abführung des zweiten Fluids aus dem zweiten Innenraumbereich aufweist, wobei das zweite Fluid den zweiten Innenraumbereich durchströmt. So kann erreicht werden, dass Komponenten beispielsweise auch unterschiedlich gekühlt werden können, beispielsweise mit Luft als zweites Fluid, während beispielsweise ein flüssiges Kühlmittel als erstes Fluid eingesetzt wird, insbesondere ein dielektrisches erstes Fluid. Damit kann unterschiedlichen Anforderungen Rechnung getragen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zweite Fluid unterschiedlich ist zu dem ersten Fluid. Beispielsweise ist das zweite Fluid Luft. Beispielsweise kann auch als erstes Fluid ein flüssiges Kühlmittel eingesetzt werden, insbesondere ein dielektrisches erstes Fluid.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Vorrichtung 1, die beispielsweise als ein Pulswechselrichter, ausgebildet sein kann, beispielsweise als Pulswechselrichter für ein Kraftfahrzeug.
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Die elektronische Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Gehäuseinnenraum 3 auf, in welchem elektrische und/oder elektronische Komponenten angeordnet sind.
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Das Gehäuse 2 weist dabei zumindest eine Trennwand 5 auf, welche den Gehäuseinnenraum 3 in einen ersten Innenraumbereich 6 und in einen zweiten Innenraumbereich 7 abgedichtet unterteilt.
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Da in den beiden Innenraumbereichen 6, 7 elektrische und/oder elektronische Komponenten 4 angeordnet sind, welche zum Teil elektrisch leitend miteinander verbunden oder verschaltet ausgebildet sind, ist zumindest eine elektrische Verbindung vorzusehen, welche die Trennwand 5 abgedichtet durchgreift.
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Hierzu ist in einer Aussparung 8 der Trennwand 5 eine mediendichte Schnittstelle 9 vorgesehen, welche aus einem Kunststoffmaterial einteilig mit der Trennwand 5 verbunden ausgebildet ist. Bevorzugt ist die mediendichte Schnittstelle 9 durch Transfer-Molding des Kunststoffmaterials hergestellt.
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Zur Bewirkung der elektrisch leitenden Verbindung durch die mediendichte Schnittstelle 9 ist in die mediendichte Schnittstelle 9 zumindest ein Bauteil 10 oder eine Mehrzahl von Bauteilen 10 integriert, welches oder welche einen elektrischen Kontakt von dem ersten Innenraumbereich 6 zu dem zweiten Innenraumbereich 7 bewirkt oder bewirken. Das zumindest eine Bauteil 10 ist beim Herstellen der mediendichten Schnittstelle 9 einteilig in das Kunststoffmaterial integriert.
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So kann die Integration des zumindest einen Bauteils 10 oder der Mehrzahl von Bauteilen 10 in die mediendichte Schnittstelle 9 daher beim Transfer-Molding erfolgen. Dadurch wird erreicht, dass die elektrische Verbindung durch die Schnittstelle 9 ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand in einem integrierten Prozess erfolgen kann, so dass zusätzliche Dichtbereiche, Abdichtungen und Befestigungen vermieden werden können.
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Je nach Ausgestaltung der mediendichten Schnittstelle 9 kann das Bauteil 10 ein elektrisches Bauteil oder ein elektronisches Bauteil sein, beispielsweise ein elektrischer Kontaktstreifen, mehrere elektrische Kontaktstreifen, ein elektronisches Halbleiterbauteil, ein elektronisches Leistungshalbleiterbauteil etc.
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Da in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 nicht nur eine mediendichte Schnittstelle 9 vorgesehen sein kann, sondern beispielsweise auch mehrere und bedarfsweise auch verschiedene mediendichte Schnittstellen 9 vorgesehen sein können, kann die jeweilige mediendichte Schnittstelle 9 beispielsweise mit zumindest einem der oben genannten Bauteile 10 ausgebildet sein, wobei gleiche oder verschiedene Bauteile 10 je nach Bedarf eingesetzt werden können.
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Die Vorrichtung 1 ist bevorzugt so ausgebildet, dass eine oder mehrere Komponenten 4 vorgesehen sein können, wobei zumindest eine erste elektrische und/oder elektronische Komponente 11 und zumindest eine zweite elektrische und/oder elektronische Komponente 12 vorgesehen sind, wobei die zumindest eine erste elektrische und/oder elektronische Komponente 11 in dem ersten Innenraumbereich 6 angeordnet ist und die zumindest eine zweite elektrische und/oder elektronische Komponente 12 in dem zweiten Innenraumbereich 7 angeordnet ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn das Gehäuse 2 im Bereich des ersten Innenraumbereichs 6 einen ersten Fluidzulaufanschluss 13 zur Zuführung eines ersten Fluids 17 in den ersten Innenraumbereich 6 und einen ersten Fluidablaufanschluss 14 zur Abführung des ersten Fluids 17 aus dem ersten Innenraumbereich 6 aufweist, wobei das erste Fluid 17 den ersten Innenraumbereich 6 vom Fluidzulaufanschluss 13 zum Fluidablaufanschluss 14 durchströmt. Dabei kann die zumindest eine erste elektrische und/oder elektronische Komponente 4, 11 in dem ersten Innenraumbereich 6 von dem ersten Fluid 17 angeströmt oder umströmt werden. Das erste Fluid 17 kann ein Kühlmittel sein, beispielsweise eine Flüssigkeit. Es kann ein Kühlöl sein, eine dielektrische Flüssigkeit etc.
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Auch ist es optional beispielsweise möglich, dass alternativ oder zusätzlich das Gehäuse 2 im Bereich des zweiten Innenraumbereichs 7 einen zweiten Fluidzulaufanschluss 15 zur Zuführung eines zweiten Fluids 18 in den zweiten Innenraumbereich 7 und einen zweiten Fluidablaufanschluss 16 zur Abführung des zweiten Fluids 18 aus dem zweiten Innenraumbereich 7 aufweist, wobei das zweite Fluid 18 den zweiten Innenraumbereich 7 vom Fluidzulaufanschluss 15 zum Fluidablaufanschluss 16 durchströmt. Dabei kann die zumindest eine zweite elektrische und/oder elektronische Komponente 4, 12 in dem zweiten Innenraumbereich 7 von dem zweiten Fluid 18 angeströmt oder umströmt werden. Das zweite Fluid 18 kann ein Kühlmittel sein, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, Luft, Stickstoff etc. Es kann ein Kühlöl sein, eine dielektrische Flüssigkeit etc.
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Bevorzugt ist das zweite Fluid 18 unterschiedlich zu dem ersten Fluid 17.
