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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Batterieladegerät für ein spurgebundenes Fahrzeug, das beispielsweise in einem Hilfsumrichter eingesetzt werden kann.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Viele Schienenfahrzeuge führen aufladbare Batterien mit, mit denen beispielsweise eine Notstromversorgung gewährleistet werden kann. Diese Batterien werden in der Regel dann, wenn das Schienenfahrzeug auf reguläre Weise mit Strom versorgt wird – beispielsweise durch eine Oberleitung oder durch einen Dieselgenerator –, mit diesem Strom geladen. Normalerweise sind hierfür spezielle Batterieladegeräte vorhanden, die aus einer Wechselspannung eine Gleichspannung erzeugen können und die selbstständig eine Ladespannung oder einen Ladestrom regeln können.
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In einem Schienenfahrzeug muss ein Batterieladegerät besonderen Anforderungen genügen. Während es besonders widerstandsfähig gegenüber Vibrationen und Stößen sein sollte, sollte es auch eine hohe Leistungsdichte aufweisen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein widerstandsfähiges Batterieladegerät mit hoher Leistungsdichte für ein spurgebundenes Fahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
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Die Erfindung betrifft ein Batterieladegerät für Traktionsanwendungen bzw. für ein spurgebundenes Fahrzeug, d.h. ein Batterieladegerät, das in Schienenfahrzeugen, wie etwa Züge, Trambahnen, O-Bussen, usw., verbaut werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Batterieladegerät einen ersten Leiterplattenbaustein mit einer ersten Leiterplatte, auf der Leistungshalbleiter für eine Eingangsseite des Batterieladegeräts angeordnet sind, einen zweiten Leiterplattenbaustein mit einer zweiten Leiterplatte, auf der Leistungshalbleiter für eine Ausgangsseite des Batterieladegeräts angeordnet sind, wenigstens einen Kühlkörper, der auf dem ersten Leiterplattenbaustein angeordnet ist; und ein Ventilatormodul zum Kühlen des ersten Leiterplattenbausteins, des zweiten Leiterplattenbausteins und des wenigstens einen Kühlkörpers mit wenigstens einem Ventilator.
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Die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte sind derart aufeinandergesetzt, dass zwischen ihnen ein Spalt gebildet ist und dass die Leistungshalbleiter auf der ersten Leiterplatte und die Leistungshalbleiter auf der zweiten Leiterplatte voneinander weg ragen, wobei der wenigstens eine Ventilator derart angeordnet ist, dass ein Luftstrom seitlich auf den ersten Leiterplattenbaustein und den zweiten Leiterplattenbaustein gerichtet ist, so dass der Luftstrom in Luftströme durch den Spalt, durch den wenigstens einen Kühlkörper und entlang des ersten Leiterplattenbausteins und des zweiten Leiterplattenbausteins aufgeteilt wird.
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Das Kühlprinzip des Batterieladegeräts beruht auf aktiver Kühlung des wenigstens einen Kühlkörpers und der Leiterplattenbausteine, zwischen denen Luft durch einen Zwischenraum bzw. Spalt geblasen wird. Der von dem oder den Ventilatoren erzeugte Luftstrom wird zwischen dem einen oder mehreren Kühlkörpern, dem ersten Leiterplattenbaustein und dem zweiten Leiterplattenbaustein aufgeteilt. Auf diese Weise können alle Komponenten des Batterieladegeräts optimal gekühlt werden, obwohl sie eng gepackt sind.
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Die Leiterplatten der Leiterplattenbausteine können jeweils auf einer Bestückungsseite mit den Leistungshalbleitern und weiteren Komponenten, wie etwa Spulen, Kondensatoren und Transformatoren, bestückt sein. Die beiden Leiterplatten werden dann im Batterieladegerät mit voneinander weg weisenden Bestückungsseiten verbaut, so dass sie im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen den Leiterplatten verbleibt dabei ein Spalt zur Luftkühlung. Die Komponenten des Batterieladegeräts, wie etwa der wenigstens eine Kühlkörper, die Leiterplatten, die Leistungshalbleiter, Spulen, Kondensatoren, Transformatoren usw., sind dabei derart aufeinandergestapelt, dass sie sich mechanisch gegenseitig stabilisieren und/oder kompakt angeordnet sind. Damit wird das Batterieladegerät besonders widerstandsfähig gegenüber Vibrationen und Stößen. Es kann in beanspruchenden Bereichen verbaut werden, beispielsweise in einen Traktionsumrichter und/oder Hilfsbetriebeumrichter und/oder in einen Schaltschrank eines Zuges.
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Aufgrund der beiden Leiterplattenbausteine, die getrennt voneinander zusammengebaut werden können, ist das Batterieladegerät modular aufgebaut und/oder kann leicht und einfach montiert werden.
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Das Batterieladegerät kann aus modularen Bausteinen aufgebaut sein, die beim gleichen Zusammenbau zu unterschiedlichen Ausführungsformen in Bezug auf Nominalspannung und/oder Nominalstrom führen. Jeder der beiden Leiterplattenbausteine kann unabhängig vom anderen Leiterplattenbaustein abgeändert werden. Auf diese Weise kann das Batterieladegerät durch Abändern des jeweiligen Leiterplattenbausteins an andere Spannungen und/oder Ströme angepasst werden. Die beiden Leiterplattenbausteine bilden modulare Bausteine, die unabhängig voneinander ausgewählt und anschließend kombiniert werden können.
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Grundsätzlich wandelt das Batterieladegerät eine Eingangsspannung in eine davon galvanisch isolierte Ausgangsgleichspannung um. Die Eingangsspannung kann eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung sein. Dazu wird die Eingangsspannung in den ersten Leiterplattenbaustein eingespeist, der im Falle einer Eingangswechselspannung einen Gleichrichter umfassen kann und/oder die Eingangsspannung beispielsweise mit Gleichspannungswandler in eine Zwischengleichspannung umwandelt. Die Zwischengleichspannung kann von einem galvanisch getrennten Gleichspannungswandler in die Ausgangsgleichspannung umgewandelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der erste Leiterplattenbaustein einen Gleichrichter und/oder einen Gleichspannungswandler, der auf SiC-Leistungshalbleitern oder anderen Halbleitern mit grossem Bandabstand basiert. Der erste Leiterplattenbaustein kann als Schnittstelle für eine Wechselspannungsseite des Batterieladegeräts angesehen werden, d.h. als Eingangsseite. Weiter kann der erste Leiterplattenbaustein die Signal- und Steuerelektronik sowie weitere Leistungselektronikkomponenten der Eingangsseite, wie etwa einen EMC-Filter, Kondensatoren und/oder magnetische Komponenten (beispielsweise Spulen), umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der zweite Leiterplattenbaustein Transformatoren und einen aktiven Gleichrichter für einen galvanisch isolierten Gleichspannungswandler, der auf Si-Leistungshalbleitern basiert. Der Gleichspannungswandler für die galvanische Trennung, der als resonanter Wandler ausgeführt sein kann, kann über die beiden Leiterplattenbausteine verteilt sein. Beispielsweise können sich ein Modulator und Resonanzelemente auf dem ersten Leiterplattenbaustein angeordnet sein, da diese Elemente für verschiedene Ausgangsspannungen gleich ausgeführt sein können. Der zweite Leiterplattenbaustein kann die Transformatoren und den aktive Ausgangsgleichrichter umfassen, die dann von Ausführung zu Ausführung entsprechend den erforderlichen Spannungen angepasst werden können.
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Der zweite Leiterplattenbaustein kann als Schnittstelle für eine Gleichspannungsseite des Batterieladegeräts angesehen werden, d.h. als Ausgangsseite. Der zweite Leiterplattenbaustein kann die Signal- und Steuerelektronik sowie weitere Leistungselektronikkomponenten der Ausgangsseite, wie etwa Kondensatoren und/oder magnetische Komponenten (beispielsweise Transformatoren), umfassen. Weiter kann der zweite Leiterplattenbaustein Steuerkomponenten des Batterieladegeräts und/oder Konfigurationsschnittstellen, wie etwa eine CAN-Bus-Schnittstelle und/oder eine Ethernet-Schnittstelle, umfassen.
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Auf dem zweiten Leiterplattenbaustein kann eine Ethernet-Einheit angebracht sein, die eine eigene Leiterplatte umfassen kann und/oder mit der eine Steuerung des Batterieladegeräts mittels Ethernet-Kommunikation angesprochen werden kann.
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Die Ausgangsgleichspannung kann von der Steuerung des Batterieladegeräts entsprechend eines programmierbaren Batteriestroms und/oder eines programmierbaren Spannungsladeprofils gesteuert und/oder geregelt werden. Alle für Traktionsanwendungen typischen Gleichspannungen, wie etwa 24 V, 36 V, 110 V, usw., können erzeugt werden.
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Durch Verwendung der SiC-Leistungshalbleiter und einer Resonanzwandlertopologie kann das Batterieladegerät im Vergleich mit anderen Batterieladegeräten für Traktionsanwendungen eine höhere, beispielsweise dreimal so große Leistungsdichte erreichen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in den Spalt zwischen dem ersten Leiterplattenbaustein und dem zweiten Leiterplattenbaustein eine Isolierfolie angeordnet, die dazu geeignet ist, den ersten Leiterplattenbaustein von dem zweiten Leiterplattenbaustein elektrisch zu isolieren. Diese Isolierfolie oder Isolierplatte kann mittels Abstandhaltern oder Befestigungsstiften zwischen die beiden Leiterplatten verbaut sein. Weiter kann die Isolierfolie parallel zu den beiden Leiterplatten angeordnet sein.
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Wie bereits weiter oben ausgeführt, kann das Batterieladegerät modular aufgebaut sein, wobei die Leiterplattenbausteine als Module dienen, mit denen verschiedene Funktionalitäten zusammengestellt werden können. Beispielsweise kann der zweite Leiterplattenbaustein als Ausgangsmodul in einer Kleinspannungsausführung oder einer Ausführung für höhere Spannungen bereitgestellt werden, die beide mit dem gleichen ersten Leiterplattenbaustein als Eingangsmodul kombiniert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind auf dem zweiten Leiterplattenbaustein Steckkontakte zum Bereitstellen einer von dem Batterieladegerät erzeugten Ausgangsgleichspannung bereitgestellt. Der zweite Leiterplattenbaustein kann in einer Ausführung für höhere Spannungen einen Ausgangsspannungsanschluss mit Steckkontakten bereitstellen. Eine höhere Spannung kann hierbei z.B. eine Nominalspannung von 110 VDC sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind auf dem zweiten Leiterplattenbaustein Schraubkontakte zum Bereitstellen einer von dem Batterieladegerät erzeugten Ausgangsgleichspannung bereitgestellt. Der zweite Leiterplattenbaustein kann in einer Ausführung für Kleinspannungen einen Ausgangsspannungsanschluss mit Schraubkontakten bereitstellen. Eine Kleinspannung kann in diesem Zusammenhang eine Spannung von weniger als 50 V, wie etwa 24 V oder 36 V, sein. Die Schraubkontakte können von auf dem zweiten Leiterplattenbaustein befestigten Busschienen bereitgestellt werden.
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Sowohl auf die Steckkontakte als auch auf die Schraubkontakte kann durch eine Frontplatte eines Gehäuses des Batterieladegeräts zugegriffen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Batterieladegerät weiter ein Gehäuse mit einer Frontplatte, einer Rückplatte und zwei Halbschalen. Das Gehäuse und insbesondere dessen Platten können anodisierte, gebogene Aluminiumbleche umfassen. Das Gehäuse kann im Wesentlichen quaderförmig sein. Insbesondere kann das Batterieladegerät bzw. dessen Gehäuse eine äußere Form aufweisen, so dass zwei dieser Batterieladegräte nebeneinander in einen 19”-Normschaltschrank eingebaut werden können. Das Gehäuse kann IP20-Schutz, d.h. Schutz gegenüber kleineren Objekten, bereitstellen.
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Innerhalb des Gehäuses sind die beiden Leiterplattenbausteine aufeinander angeordnet und werden von der Frontplatte, der Rückplatte und den zwei Halbschalen umschlossen. Die Frontplatte und Rückplatte können an Stirnseiten der Leiterplattenbausteine angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind in die Frontplatte Anschlüsse für Ausgangsgleichspannung, Eingangsspannung und Kommunikation integriert. Die Frontplatte kann Anschlüsse und/oder Schnittstellen bereitstellen, wie etwa einen Anschluss für die Eingangsspannung und einen Anschluss für die Ausgangsgleichspannung. Eine digitale Schnittstelle, wie etwa für einen CAN-Bus und/oder Ethernet, auf die von außen zugreifbar ist, ermöglicht es beispielsweise, dass Firmware aktualisiert und/oder konfiguriert werden kann, ohne dass das Batterieladegerät zerlegt werden muss.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in die Frontplatte eine optische Anzeige integriert. Auf der Frontplatte können sich auch eine oder mehrere optische Statusanzeigen, wie etwa Leuchtdioden, befinden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Frontplatte Lüftungslöcher auf, die vor dem Spalt zwischen den Leiterplattenbausteinen angeordnet sind. Die Frontplatte kann weitere Lüftungslöcher aufweisen, die über die gesamte Fläche der Frontplatte verteilt sein können. Aus den Lüftungslöchern kann durch den oder die in das Innere des Batterieladegeräts geblasene Luft das Batterieladegerät wieder verlassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Ventilator an der Rückplatte befestigt und bildet mit dieser das Ventilatormodul. An der Rückplatte können der oder die Ventilatoren angeordnet bzw. befestigt sein, die mit der Rückplatte das Ventilatormodul bilden können. Der oder die Ventilatoren können so angeordnet sein, dass sie Luft aus der Umgebung durch die Rückplatte in das Innere des Batterieladegeräts saugen können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Batterieladegerät weiter zwei Halbschalen, die U-förmig geformt sind und die den ersten Leiterplattenbaustein, den zweiten Leiterplattenbaustein und das Ventilatormodul umgreifen. Die beiden Halbschalen umgreifen das Innere des Batterieladegeräts schalenförmig.
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Eine der Halbschalen, beispielsweise eine Unterplatte, kann an dem einen oder mehreren Kühlkörpern befestigt sein, die wiederum an dem ersten Leiterplattenbaustein befestigt sein können. Der oder die Kühlkörper dienen zum zusätzlichen Kühlen der Leistungshalbleiter des ersten Leiterplattenbausteins, die insbesondere auf SiC oder anderen Halbleitern mit grossem Bandabstand basieren können. Der oder die Kühlkörper können den ersten Leiterplattenbaustein mechanisch stabilisieren.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der erste Leiterplattenbaustein mit einer Mehrzahl von Befestigungsstiften an einer Halbschale, beispielsweise der Unterplatte, des Gehäuses befestigt. Die Befestigungsstifte können an der Leiterplatte befestigt sein und/oder orthogonal von dieser abstehen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind der erste Leiterplattenbaustein und der zweite Leiterplattenbaustein mit einer Mehrzahl von Befestigungsstiften aneinander befestigt, von denen auch die Isolierfolie von den Befestigungsstiften gehalten werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Batterieladegerät zwei Kühlkörper, die seitlich an dem ersten Leiterplattenbaustein angeordnet sind und zwischen denen die Leistungshalbleiter des ersten Leiterplattenbausteins aufgenommen sind. Der oder die Kühlkörper können Kühlrippen aufweisen, die entlang einer Richtung von der Rückplatte zu der Frontplatte verlaufen. Auf diese Weise kann ein Luftstrom in dieser Richtung verlaufen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batterieladegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batterieladegeräts gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Batterieladegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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4 zeigt eine Frontansicht eines Batterieladegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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5 zeigt einen Ausschnitt einer Frontansicht eines Batterieladegeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutung sind in zusammenfassender Form in der Liste der Bezugszeichen aufgeführt. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt ein Batterieladegerät 10, das einen ersten Leiterplattenbaustein 12 und einen zweiten Leiterplattenbaustein 14 umfasst, die zusammen in ein Gehäuse 16 verbaut sind. Das Batterieladegerät 10 bzw. dessen Gehäuse 16 ist im Wesentlichen quaderförmig und kann beispielsweise in einen Schaltschrank eines spurgebundenen Fahrzeugs verbaut werden.
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Der erste Leiterplattenbaustein 12 umfasst eine Leiterplatte 18, auf der auf einer Bestückungsseite 20 eine Mehrzahl von Leistungselektronik-Komponenten, wie etwa Leistungshalbleiter 22 und magnetische Komponenten 24, verbaut ist. Weiter stellt der erste Leiterplattenbaustein 12, der als Eingangsseite des Batterieladegeräts 10 aufgefasst werden kann, einen Wechselspannungsanschluss 26 bereit, über den das Batterieladegerät 10 mit einer Eingangsspannung versorgt werden kann. Auch der Wechselspannungsanschluss 26 kann auf der Bestückungsseite 20 angeordnet sein.
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Auf dem ersten Leiterplattenbaustein 12 sind ein Gleichrichter, ein EMC-Filter, ein Tiefsetzsteller und ein Modulator eines galvanisch getrennten Gleichspannungswandlers verbaut. Der Gleichrichter kann Si-Dioden 22 und/oder der Tiefsetzsteller SiC-Schalter 22 umfassen. Die Eingangsspannung aus dem Wechselspannungsanschluss 26 wird von dem Filter und dem Tiefsetzsteller in eine Zwischengleichspannung umgewandelt die dem Modulator zugeführt wird.
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Der erste Leiterplattenbaustein 12 umfasst weiter zwei Kühlkörper 28, die über Abstandhalter in der Form von Befestigungsstiften 29 an der Leiterplatte 18 befestigt sind. Jeder der Kühlkörper 28 ist länglich und verläuft am Rand des Batterieladegeräts 10 in einer Längsrichtung. Auch die Kühlrippen der beiden Kühlkörper 28 verlaufen in die Längsrichtung. Die Leistungshalbleiter 22 sind zwischen den Kühlkörpern 28 und der Leiterplatte 18 aufgenommen.
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Weiter kann der erste Leiterplattenbaustein 12 Steuerkomponenten zum Steuern des Tiefsetzsteller und/oder des Modulators umfassen.
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Der zweite Leiterplattenbaustein 14 umfasst eine Leiterplatte 30, auf der auf einer Bestückungsseite 32 eine Mehrzahl von Leistungselektronik-Komponenten, wie etwa Leistungshalbleiter 34 und magnetische Komponenten 36 (Transformatoren), verbaut sind. Weiter stellt der zweite Leiterplattenbaustein 14 einen Gleichspannungsanschluss 38 bereit, über den das Batterieladegerät 10 eine Ausgangspannung bereitstellen kann. Der Gleichspannungsanschluss 38 kann auf der Bestückungsseite 32 angeordnet sein.
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Die Leistungselektronik-Komponenten 34, 36 des zweiten Leiterplattenbausteins 14, der als Ausgangsseite des Batterieladegeräts 10 aufgefasst werden kann, bilden eine zweite Hälfte eines Gleichspannungswandler, mit dem aus der Zwischengleichspannung aus dem ersten Leiterplattenbaustein 12 eine Ausgangsgleichspannung für den Gleichspannungsanschluss 38 erzeugt werden kann. Auch können damit kleinere Transformatoren 36 eingesetzt werden. Die Transformatoren 36 stellen auch eine galvanische Trennung zwischen dem Eingang 26 und dem Ausgang 38 bereit.
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Weiter kann der zweite Leiterplattenbaustein 14 Steuerkomponenten zum Steuern des Gleichspannungswandlers und/oder des gesamten Batterieladegeräts 10 umfassen.
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Die beiden Leiterplattenbausteine 12, 14 sind über Befestigungsstifte 29 derart miteinander verbunden, dass ihre Bestückungsseiten 20, 32 voneinander weg weisen und dass zwischen den Leiterplatten 18, 30 ein Spalt 40 gebildet ist. In diesem Spalt 40 ist eine Isolierfolie 42 aufgenommen, die damit die beiden Leiterplattenbausteine 12, 14 voneinander elektrisch isoliert.
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Das Gehäuse 16 des Batterieladegeräts 10 umfasst eine Frontplatte 44 (siehe 4 und 5), eine Rückplatte 46, eine Unterplatte 48 und eine Oberplatte 50 (siehe 3). Die Frontplatte 44 und die Oberplatte 50 sind in den 1 und 2 nicht dargestellt. Die Frontplatte 44 und die Rückplatte 46 sind an Stirnseiten des Batterieladegeräts 10 angeordnet. Die Unterplatte 48 und die Oberplatte 50 können als Halbschalen aufgefasst werden. Sowohl die Unterplatte 48 als auch die Oberplatte 50 umgreifen die Leiterplattenbausteine 12, 14 U-förmig.
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Die Leiterplatte 18 des ersten Leiterplattenbausteins 12 ist über weitere Befestigungsstifte 29 mit der Unterplatte 48 verbunden. Die Unterplatte 48 ist auch seitlich an den Kühlkörpern 28 befestigt.
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An einer Stirnseite der Leiterplattenbausteine 12, 14 befindet sich ein Ventilatormodul 52, das zwei Ventilatoren 54 umfasst, die nebeneinander an der Rückwand 46 befestigt sind und die innerhalb der beiden Halbschalen 48, 50 angeordnet sind. Die Ventilatoren 54 bzw. das Ventilatormodul 52 sind dazu ausgeführt, Luft aus der Umgebung des Batterieladegeräts 10 anzusaugen und durch das Batterieladegerät 10 zu befördern.
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Der zweite Leiterplattenbaustein 14 stellt Zusatzmodule 56, 58 bereit, die eigene Leiterplatten umfassen, die über Befestigungsstifte 29 auf der zweiten Leiterplatte 30 befestigt sind. Ein Ethernet-Modul 58, das über ein Zwischenmodul 56 mit der Leiterplatte 30 verbunden ist, stellt entsprechende Anschlüsse bereit.
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Die 1 zeigt ein Batterieladegerät 10, das dazu ausgeführt ist, eine relativ hohe Ausgangsgleichspannung zu erzeugen und das einen Gleichspannungsanschluss 38 mit Schraubkontakten 60 aufweist. Die Schraubkontakte 60 werden von Busschienen 62 auf der zweiten Leiterplatte 30 bereitgestellt, von denen eine von einem Stromsensor 64 umgeben ist.
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Die 2 zeigt ein Batterieladegerät 10, das dazu ausgeführt ist, eine relativ hohe Ausgangsgleichspannung zu erzeugen und das einen Gleichspannungsanschluss 38 mit Steckkontakten 66 aufweist. Ansonsten kann das Batterieladegerät 10 der 2 genauso wie das der 1 aufgebaut sein.
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Die 3 zeigt das Batterieladegerät 10 aus den 1 und 2 in einem Längsschnitt entlang der Längsrichtung. Es ist zu erkennen, dass das Ventilatormodul 52 einen Luftstrom 68 am Ende des Batterieladegeräts 10 erzeugen kann, in dem es Umgebungsluft durch die Rückplatte 46 einsaugt. Der Luftstrom 68 wird durch die Leiterplatten 18, 30, die Isolierfolie 42 und die Kühlkörper 28 in mehrere Teilluftströme 70a, 70b, 70c aufgeteilt, die das Batterieladegerät 10 in Längsrichtung durchströmen und es dann durch die Frontplatte 44 verlassen. Insbesondere ergibt sich ein aktiver Teilluftstrom 70a für den zweiten Leiterplattenbaustein 14, ein aktiver Teilluftstrom 70b zwischen den beiden Leiterplatten 18, 30 und ein aktiver Teilluftstrom 70c für den ersten Leiterplattenbaustein 12, der weiter in einen mittleren Teilluftstrom und zwei seitliche Teilluftströme durch die Kühlkörper 28 aufgeteilt wird.
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Die 4 zeigt das Batterieladegerät 10 aus der 2 von vorne. Es ist zu erkennen, dass die Frontplatte 44 eine Vielzahl von Lüftungslöchern 72 aufweist, insbesondere in einem Bereich zwischen den beiden Leiterplatten 18, 30.
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Weiter sind an der Vorderseite des Batterieladegeräts 10 alle Anschlüsse des Batterieladegeräts 10 angeordnet, auf die durch die Frontplatte 44 zugegriffen werden kann bzw. die an der Frontplatte 44 bereitgestellt werden. Neben dem Gleichspannungsanschluss 38 und dem Wechselspannungsanschluss 26 befinden sich hier ein Anschluss 74 für eine digitale Signalausgabe, ein Anschluss 76 zum Einschleifen von Sensorsignalen, ein Mehrzweckanschluss 78 für eine digitale Schnittstelle, ein Anschluss 80 für einen optischen CAN-Bus, ein Ethernet-Anschluss 82 und ein Anschluss 84 für einen elektrischen CAN-Bus.
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Weiter sind an der Vorderseite Konfigurationsschalter 86 und eine optische Statusanzeige 88 mit Leuchtdioden vorhanden.
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Die 5 zeigt einen linken Abschnitt des Batterieladegeräts 10 aus der 1 von vorne analog der 4. Der rechte Abschnitt kann genauso wie der aus der 4 aufgebaut sein.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batterieladegerät
- 12
- erster Leiterplattenbaustein
- 14
- zweiter Leiterplattenbaustein
- 16
- Gehäuse
- 18
- erste Leiterplatte
- 20
- Bestückungsseite
- 22
- Leistungshalbleiter
- 24
- magnetische Komponente
- 26
- Wechselspannungsanschluss
- 28
- Kühlkörper
- 29
- Befestigungsstift / Abstandhalter
- 30
- zweite Leiterplatte
- 32
- Bestückungsseite
- 34
- Leistungshalbleiter
- 36
- magnetische Komponente
- 38
- Gleichspannungsanschluss
- 40
- Spalt
- 42
- Isolierfolie
- 44
- Frontplatte
- 46
- Rückplatte
- 48
- Unterplatte
- 50
- Oberplatte
- 52
- Ventilatormodul
- 54
- Ventilator
- 56
- Zwischenmodul
- 58
- Ethernet-Modul
- 60
- Schraubkontakt
- 62
- Busschiene
- 64
- Stromsensor
- 66
- Steckkontakt
- 68
- Luftstrom aus Ventilatormodul
- 70a
- Luftstrom durch zweiten Leiterplattenbaustein
- 70b
- Luftstrom zwischen Leiterplattenbausteinen
- 70c
- Luftstrom durch ersten Leiterplattenbaustein
- 72
- Lüftungsloch
- 74
- Anschluss für digitale Signalausgabe
- 76
- Anschluss zum Einschleifen von Sensorsignalen
- 78
- Mehrzweckanschluss für eine digitale Schnittstelle
- 80
- Anschluss für optischen CAN-Bus
- 82
- ein Ethernet-Anschluss
- 84
- Anschluss für elektrischen CAN-Bus
- 86
- Konfigurationsschalter
- 88
- Optische Statusanzeige
