EP3363104A1 - Entstörmodul für einen elektrisch kommutierten elektromotor, verfahren zur herstellung eines entstörmoduls und fahrzeug mit einem solchen entstörmodul - Google Patents

Entstörmodul für einen elektrisch kommutierten elektromotor, verfahren zur herstellung eines entstörmoduls und fahrzeug mit einem solchen entstörmodul

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EP3363104A1
EP3363104A1 EP16766974.6A EP16766974A EP3363104A1 EP 3363104 A1 EP3363104 A1 EP 3363104A1 EP 16766974 A EP16766974 A EP 16766974A EP 3363104 A1 EP3363104 A1 EP 3363104A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
module
electronic circuit
control unit
circuit arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16766974.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Albert
Jürgen Henniger
Matthias Keuten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of EP3363104A1 publication Critical patent/EP3363104A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/72—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/722—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits
    • H01R12/724—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures coupling with the edge of the rigid printed circuits or like structures coupling devices mounted on the edge of the printed circuits containing contact members forming a right angle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements

Definitions

  • Suppression module for an electrically commutated electric motor, method for producing a suppression module and vehicle with such suppression module
  • the invention relates to a suppression module for an electrically commutated electric motor.
  • the invention further relates to a method for producing such a suppression module and to a vehicle having such a suppression module.
  • Electrically commutated electric motors are well known and are distinguished by a reduced number of wearing parts compared to brush-commutated electric motors.
  • such electric motors are used in ⁇ driven vehicle, which together form a gear motor in combination.
  • control of such an electric motor is carried out, for example, by means of a pulse width modulated
  • a circuit of the power electronics ⁇ includes three voltage divider, the input voltage, z. B. a supply voltage of 12V of a vehicle electrical system, split into three phase voltages, which are offset in time by, for example, 120 ° to each other. That is, the electric motor is operated with a three-phase alternating current. Since the phase voltages due to the pulse width modulation may have undesirable voltage spikes, suppression to smooth the phase voltages is required. For example, as suppression components ceramic capacitors or electrolytic capacitors are used, which, however, have a low temperature stability.
  • the invention is therefore based on the object, a comparison with the prior art improved suppression module for a specify electrically commutated electric motor.
  • the invention is further based on the object of specifying a suitable method for producing such a suppression module as well as a vehicle improved with respect to the prior art with such a suppression module.
  • a suppression module for an electrically commutated electric motor comprises a circuit carrier, an electronic scarf ⁇ tion arrangement, which is arranged on the circuit substrate, an encapsulation, which surrounds the electronic circuitry positively and cohesively, and at least one interface, which for electrical contacting of the electronic circuit arrangement with a control unit of the electrically commutated electric motor is provided.
  • a separate from the control unit of the electric motor suppression module allows the assembly of the circuit substrate with the electronic circuit arrangement, which in particular
  • Entstörbaumaschine includes, outside of an electronics compartment of the control unit. Since suppression components, z. B. Elektrolytkondensa ⁇ tors, usually require a lot of space and also have only a low temperature stability, by means of he ⁇ inventive separate suppression module space-optimized placement of the suppression and extended compared to the prior art lifetime of the electronic
  • the suppression module compared to the prior art can be much flatter and modular scalable. An exchange in case of repair of the suppression module is possible in a simple manner.
  • the suppression module is separately produced to the control unit and there is no separate housing on the control unit to protect the suppression required because the electronic scarf ⁇ tion arrangement by the encapsulation of external influences, eg. B. gear oil is protected.
  • the interference suppression can be coupled with a Getriebesteu ⁇ er réelle which drives a geared motor of a vehicle.
  • the control unit is the transmission control unit and the electric motor together with a transmission of the vehicle, the geared motor.
  • the interface for electrical contacting of the suppression module is formed as a stamped grid, which is integrated in the circuit carrier.
  • the interface comprises an exposed contact surface, which is electrically connected to the electronic circuit arrangement via an electrical line element integrated in the circuit carrier.
  • a side facing away from the control unit of the suppression module expediently has no open electrical contact points, so that short circuits can be avoided.
  • the interface can be configured as a plug module in accordance with an embodiment of the invention having the Kon ⁇ clock pin positively and cohesively more encapsulation surrounding at least ⁇ an electrical contact pin and a.
  • the suppression module can be connected to the control unit in a simple manner.
  • the encapsulation and the further encapsulation are integrally formed with each other.
  • the suppression module with a connector module is particularly simple feasible, since the formation of a separate housing deleted.
  • a connection of the electronic circuit arrangement with the circuit carrier is preferably carried out by means of material connection.
  • the electronic circuit arrangement is glued to the circuit carrier, for. B. by means of aificatleitkle ⁇ bers.
  • the electronic circuit arrangement can also be soldered or welded onto the circuit carrier.
  • the electronic circuit arrangement has at least one capacitor, for. As a ceramic capacitor or an electrolytic capacitor on. It is further to provide a method for producing a suppression module for an electrically commutated electric motor, wherein an electronic circuit arrangement is arranged and fixed on at least one flat side of a scarf ⁇ tion carrier, wherein at least one interface for electrically contacting the electronic circuit arrangement with a control unit of the electrically commutated electric motor is integrated in the circuit carrier, and wherein at least the electronic circuit arrangement is provided with a curable encapsulating material, which combines during curing with the electronic circuit arrangement form-fitting and cohesive and encapsulates them in one piece.
  • a vehicle which comprises an electrically commutated electric motor, a control unit for controlling the electric motor and an inventive Ent ⁇ noise module, which is at least electrically connected to the control unit.
  • Figure 1 shows schematically a vehicle with a
  • Figure 1 shows schematically a vehicle 1 in a greatly simplified manner.
  • the vehicle 1 comprises an electrically commutated electric motor 2, which in the present embodiment with a Transmission 3 of the vehicle 1 forms a geared motor GM and is controlled by a control unit 4.
  • the transmission 3 is an automatic vehicle transmission whose driving steps are adjusted by means of the electric motor 2.
  • the electric motor 2 is electrically commutated and is thus designed as a brushless motor.
  • the power electronics comprises three voltage dividers which have an input voltage, for. B. a supply voltage of 12V of a vehicle electrical system of the vehicle 1, split into three phase voltages, which are each offset by, for example, 120 ° to each other.
  • D. h. The electric motor 2 is operated with a three-phase alternating current.
  • an inventive suppression module 5 is provided, which is required for smoothing the phase voltages.
  • the suppression module 5 is connected to the control unit 4 electrically and optionally additionally mechanically and is manufactured and assembled as a separate module.
  • Figure 2 shows the suppression module 5 in a general embodiment in a greatly simplified manner.
  • the suppression module 5 comprises a circuit carrier 5.1, z. B. a so-called HDI printed circuit board on which an electronic circuitry 5.2 arranged and cohesively, z. B. by gluing, welding or soldering, is attached.
  • the electronic circuit arrangement 5.2 comprises as Ent ⁇ interference components a predetermined number of capacitors, in ⁇ particular electrolytic capacitors and / or ceramic capacitors.
  • the encapsulation 5.3 surrounds all components on the circuit carrier 5.1, so in particular the electronic scarf ⁇ tion arrangement 5.2, completely and in one piece, so that they are protected from external influences, such. As chips, transmission oil, are protected.
  • the encapsulation 5.3 of a curable material for.
  • a thermoset formed so that the shape and material bond between the encapsulation and the electronic
  • Circuit 5.2 is particularly easy to produce.
  • the curable material can in this case by means of compression molding,
  • the suppression module 5 comprises at least one
  • Interface 5.4 which is provided for electrical contacting of the electronic circuitry 5.2 with the power electronics of the control unit 4.
  • FIGS. 3 to 6 show various exemplary embodiments of the suppression module 5, wherein the suppression module 5 is shown in a sectional view, in particular in a longitudinal section.
  • the interface 5.4 is formed as a stamped grid S, wherein two mutually parallel electrical conductors are guided through the circuit substrate 5.1 and projecting from a populated flat side of the circuit carrier 5.1 upwards.
  • the lead frame S is electrically connected to the electronic circuitry 5.2, z. B. via in the circuit substrate 5.1 extending punched grid sections.
  • the populated flat side of the circuit substrate 5.1 is here, for example, a control unit 4 side facing.
  • An unpopulated flat side of the circuit substrate 5.1 is facing away from the control unit 4, wherein over the bare flat side of the circuit substrate 5.1 projecting portions of the conductors are sealed with an electrically insulating material.
  • the circuit carrier 5.1 can also be aligned differently relative to the control unit 4.
  • a cable or a press-in contact can be arranged or introduced in a similar manner as interface 5.4, with the latter being connected to the electronic interface
  • Circuit carrier 5.1 integrated conductor track are electrically connected.
  • the interface comprising 5.4 an exposed contact area K in the assembled flat side or alternatively on an opposite flat side of the Wegungsträ ⁇ gers 5.1, which is connected to an integrated circuit carrier in the 5.1 line element L.
  • the line element L may in this case likewise be a conductor track and is electrically connected to the electronic circuit arrangement 5.2.
  • the electrical contact surface K is formed here either in the form of a surface-mounted component and soldered directly to the circuit substrate 5.1 or 5.1 as an open conductor surface of the circuit substrate, z. B. as a galvanized plate or as a copper surface formed.
  • the contact surface ⁇ K is suitably made of an electrically conductive material, such. B. of metal or an electrically conductive ceramic.
  • Circuit carrier 5.1 no open electrical contact points.
  • the interface 5.4 is formed in each case as an integrated connector module SM, which has two mutually parallel contact pins KS, which are each bent at right angles above or in dependence on a space even below the populated flat side of the circuit substrate 5.1.
  • the contact pins are surrounded by a further KS Cape ⁇ Selung KP, which is formed separately for encapsulation 5.3 the electronic circuitry of 5.2.
  • the encapsulation 5.3 and the further encapsulation KP are integrally formed with each other, so that they can be applied in the manufacture of the suppression module 5 in a common process step.
  • the plug-in module SM as interface 5.4, the suppression module 5 can be connected to the control unit 4 in a particularly simple manner.
  • the control unit 4 has a socket corresponding to the plug module SM.
  • the electrical contact pins KS can in this case be arranged from both sides, for. B. by means of insertion and then both sides soldering, welding or gluing. alternative The electrical contact pins KS can also be soldered, welded or glued on one side.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Entstörmodul (5) für einen elektrisch kommutierten Elektromotor (2), wobei das Entstörmodul folgende Komponenten aufweist: - einen Schaltungsträger (5.1), - eine elektronische Schaltungsanordnung (5.2), die auf dem Schaltungsträger (5.1) angeordnet ist, - eine Kapselung (5.3), die die elektronische Schaltungsan- ordnung (5.2) form-und stoffschlüssig umgibt, und - wenigstens eine Schnittstelle (5.4), welche zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Schaltungsanordnung (5.2) mit einer Steuereinheit (4) des elektrisch kommutierten Elektro- motors (2) vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Entstörmoduls (5) sowie ein Fahrzeug (1) mit einem solchen Entstörmodul (5).

Description

Beschreibung
Entstörmodul für einen elektrisch kommutierten Elektromotor, Verfahren zur Herstellung eines Entstörmoduls und Fahrzeug mit einem solchen Entstörmodul
Die Erfindung betrifft ein Entstörmodul für einen elektrisch kommutierten Elektromotor. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Entstörmoduls sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Entstörmodul.
Elektrisch kommutierte Elektromotoren sind hinreichend bekannt und zeichnen sich durch eine gegenüber bürstenkommutierten Elektromotoren verringerte Anzahl von Verschleißteilen aus. Beispielsweise werden derartige Elektromotoren in Fahrzeug¬ getrieben eingesetzt, die in Kombination miteinander einen Getriebemotor ausbilden.
Die Ansteuerung eines solchen Elektromotors erfolgt bei- spielsweise mittels einer pulsweitenmoduliert betriebenen
Leistungselektronik, die in einem Steuergerät, z. B. ein Getriebesteuergerät, integriert ist. Eine Schaltung der Leis¬ tungselektronik umfasst dabei drei Spannungsteiler, die eine Eingangsspannung, z. B. eine Versorgungsspannung von 12V eines Fahrzeugbordnetzes, in drei Phasenspannungen aufteilen, die jeweils um beispielsweise 120° zueinander zeitlich versetzt sind. D. h., der Elektromotor wird mit einem Dreiphasenwechselstrom betrieben. Da die Phasenspannungen aufgrund der Pulsweitenmodulation unerwünschte Spannungsspitzen aufweisen können, ist eine Entstörung zur Glättung der Phasenspannungen erforderlich. Beispielsweise werden als Entstörbauteile Keramikkondensatoren oder Elektrolytkondensatoren eingesetzt, die jedoch eine geringe Temperaturstabilität aufweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Entstörmodul für einen elektrisch kommutierten Elektromotor anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines solchen Entstörmoduls sowie ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug mit einem solchen Entstörmodul anzugeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Hinsichtlich des Entstörmoduls wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Fahrzeugs wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
Ein Entstörmodul für einen elektrisch kommutierten Elektromotor umfasst einen Schaltungsträger, eine elektronische Schal¬ tungsanordnung, die auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, eine Kapselung, die die elektronische Schaltungsanordnung form- und stoffschlüssig umgibt, und wenigstens eine Schnittstelle, welche zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Schaltungsanordnung mit einer Steuereinheit des elektrisch kommutierten Elektromotors vorgesehen ist.
Ein zur Steuereinheit des Elektromotors separates Entstörmodul ermöglicht die Bestückung des Schaltungsträgers mit der elektronischen Schaltungsanordnung, welche insbesondere
Entstörbauteile umfasst, außerhalb eines Elektronikraums der Steuereinheit. Da Entstörbauteile, z. B. Elektrolytkondensa¬ toren, üblicherweise sehr viel Platz benötigen und zudem nur eine geringe Temperaturstabilität aufweisen, ist mittels des er¬ findungsgemäßen separaten Entstörmoduls eine bauraumoptimierte Platzierung der Entstörbauteile sowie eine gegenüber dem Stand der Technik verlängerte Lebensdauer der elektronischen
Schaltungsanordnung möglich. Des Weiteren kann das Entstörmodul gegenüber dem Stand der Technik wesentlich flacher und dabei modular skalierbar ausgebildet werden. Auch ist ein Austausch im Reparaturfall des Entstörmoduls auf einfache Art und Weise möglich. Darüber hinaus ist das Entstörmodul separat zur Steuereinheit herstellbar und es ist kein separates Gehäuse an der Steuereinheit zum Schutz der Entstörbauteile erforderlich, da die elektronische Schal¬ tungsanordnung durch die Kapselung vor äußeren Einflüssen, z. B. Getriebeöl, geschützt ist.
Beispielsweise ist das Entstörmodul mit einem Getriebesteu¬ ergerät koppelbar, welches einen Getriebemotor eines Fahrzeugs ansteuert. Hierbei ist die Steuereinheit das Getriebesteuergerät und der Elektromotor bildet gemeinsam mit einem Getriebe des Fahrzeugs den Getriebemotor.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schnittstelle zur elektrischen Kontaktierung des Entstörmoduls als ein Stanzgitter ausgebildet, das in den Schaltungsträger integriert ist.
In alternativen Ausgestaltungen umfasst die Schnittstelle eine freiliegende Kontaktfläche, die über ein in den Schaltungsträger integriertes elektrisches Leitungselement elektrisch mit der elektronischen Schaltungsanordnung verbunden ist. Eine der Steuereinheit abgewandte Seite des Entstörmoduls weist zweckmäßigerweise keine offenen elektrischen Kontaktstellen auf, so dass Kurzschlüsse vermieden werden können.
Weiterhin kann die Schnittstelle gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung als ein Steckermodul ausgebildet sein, welches zu¬ mindest einen elektrischen Kontaktstift und eine den Kon¬ taktstift form- und Stoffschlüssig umgebende weitere Kapselung aufweist. Das Entstörmodul kann hierbei auf einfache Art und Weise mit der Steuereinheit verbunden werden.
Vorzugsweise sind die Kapselung und die weitere Kapselung einteilig miteinander ausgebildet. Damit ist eine Herstellung des Entstörmoduls mit einem Steckermodul besonders einfach durchführbar, da die Ausbildung eines separaten Gehäuses entfällt .
Eine Verbindung der elektronischen Schaltungsanordnung mit dem Schaltungsträger erfolgt vorzugsweise mittels Stoffschluss . Beispielsweise ist die elektronische Schaltungsanordnung mit dem Schaltungsträger verklebt, z. B. mittels eines Wärmeleitkle¬ bers. Alternativ kann die elektronische Schaltungsanordnung auch auf den Schaltungsträger gelötet oder geschweißt werden. Zudem ist es möglich, zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Schaltungsanordnung mit dem Schaltungsträger Bonddrähte vorzusehen. Darüber hinaus ist eine mechanische Fixierung, z. B. über einen Anschraubpunkt, eine Buchse oder mittels einer Haltegeometrie, z. B. eine Halteklammer, möglich.
Als Entstörbauteile weist die elektronische Schaltungsanordnung mindestens einen Kondensator, z. B. einen Keramikkondensator oder einen Elektrolytkondensator, auf. Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Entstörmoduls für einen elektrisch kommutierten Elektromotor anzugeben, wobei auf zumindest eine Flachseite eines Schal¬ tungsträgers eine elektronische Schaltungsanordnung angeordnet und fixiert wird, wobei wenigstens eine Schnittstelle zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Schaltungsanordnung mit einem Steuergerät des elektrisch kommutierten Elektromotors in den Schaltungsträger integriert wird, und wobei zumindest die elektronische Schaltungsanordnung mit einem aushärtbaren Kapselungsmaterial versehen wird, welches sich beim Aushärten mit der elektronischen Schaltungsanordnung form- und stoffschlüssig verbindet und diese einteilig kapselt.
Das Verfahren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Entstörmoduls, welches auf einfache Art und Weise mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Elektromotors koppelbar ist. Darüber hinaus ist ein Fahrzeug vorgesehen, welches einen elektrisch kommutierten Elektromotor, eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Elektromotors und ein erfindungsgemäßes Ent¬ störmodul umfasst, welches mit der Steuereinheit zumindest elektrisch verbunden ist.
Dadurch, dass mittels des Entstörmoduls eine Lebensdauer der elektronischen Schaltungsanordnung erhöht wird, kann eine Funktion des Elektromotors und somit z. B. eines Getriebemotors des Fahrzeugs langfristig erhalten werden. Das Fahrzeug ist somit hinsichtlich einer Lebensdauer und Funktion gegenüber dem Stand der Technik verbessert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch ein Fahrzeug mit einem
Elektromotor, einer Steuereinheit zur
Ansteuerung des Elektromotors und einem erfindungsgemäßen Entstörmodul,
Figur 2 schematisch das Entstörmodul in einer
allgemeinen Ausführung, und
Figuren 3 bis 6 schematisch Schnittdarstellungen des
Entstörmoduls in verschiedenen beispiel¬ haften Ausgestaltungen.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 in stark vereinfachter Art und Weise.
Das Fahrzeug 1 umfasst einen elektrisch kommutierten Elektromotor 2, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Getriebe 3 des Fahrzeugs 1 einen Getriebemotor GM bildet und von einer Steuereinheit 4 angesteuert wird.
Beispielsweise ist das Getriebe 3 ein automatisches Fahr- zeuggetriebe, dessen Fahrstufen mittels des Elektromotors 2 verstellt werden.
Der Elektromotor 2 wird elektrisch kommutiert und ist somit als bürstenloser Motor ausgebildet. Die Ansteuerung des Elektro- motors 2 erfolgt über die Steuereinheit 4, welche dazu bei¬ spielsweise eine pulsweitenmoduliert betriebene Leistungs¬ elektronik (hier nicht dargestellt) aufweist.
Wie bereits eingangs beschrieben, umfasst die Leistungs- elektronik drei Spannungsteiler, die eine Eingangsspannung, z. B. eine Versorgungsspannung von 12V eines Bordnetzes des Fahrzeugs 1, in drei Phasenspannungen aufteilen, die jeweils um beispielsweise 120° zueinander zeitlich versetzt sind. D. h., der Elektromotor 2 wird mit einem Dreiphasenwechselstrom be- trieben.
Da die Phasenspannungen aufgrund der Pulsweitenmodulation unerwünschte Spannungsspitzen aufweisen können, ist ein erfindungsgemäßes Entstörmodul 5 vorgesehen, welches zur Glättung der Phasenspannungen erforderlich ist.
Das Entstörmodul 5 ist mit der Steuereinheit 4 elektrisch und gegebenenfalls zusätzlich mechanisch verbunden und wird als separates Modul hergestellt und montiert.
Figur 2 zeigt das Entstörmodul 5 in einer allgemeinen Ausführung in stark vereinfachter Weise.
Das Entstörmodul 5 umfasst einen Schaltungsträger 5.1, z. B. eine sogenannte HDI-Leiterplatte, auf dem eine elektronische Schaltungsanordnung 5.2 angeordnet und Stoffschlüssig, z. B. mittels Kleben, Schweißen oder Löten, befestigt ist. Die elektronische Schaltungsanordnung 5.2 umfasst als Ent¬ störbauteile eine vorgegebene Anzahl von Kondensatoren, ins¬ besondere Elektrolytkondensatoren und/oder Keramikkondensatoren. Eine elektrische Kontaktierung der Entstörbauteile mit dem Schaltungsträger 5.1 erfolgt beispielsweise mittels
Drahtbonden, Löten, Schweißen und/oder mittels Verwendung eines Wärmeleitklebers .
Die Kapselung 5.3 umgibt alle Komponenten auf dem Schal- tungsträger 5.1, also insbesondere die elektronische Schal¬ tungsanordnung 5.2, vollständig und einteilig, so dass diese vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Späne, Getriebeöl, geschützt sind.
Aufgrund der einteiligen Ausbildung der Kapselung 5.3 sind auch die Zwischenräume in der elektronischen Schaltungsanordnung 5.2 verschlossen, so dass offene Schnittstellen vermieden sind. Mittels der Kapselung 5.3 ist eine optimale Kombination von Elektronikschutz und einem Gehäusekonzept mit einem gegenüber dem Stand der Technik verringerten Bauraumbedarf ermöglicht. Des Weiteren ist aufgrund der Kapselung 5.3 kein separates Gehäuse erforderlich .
Vorzugsweise ist die Kapselung 5.3 aus einem aushärtbaren Material, z. B. ein Duroplast, gebildet, so dass der Form- und Stoffschluss zwischen der Kapselung und der elektronischen
Schaltungsanordnung 5.2 besonders einfach herstellbar ist. Das aushärtbare Material kann hierbei mittels Formpressen,
Spritzpressen oder alternativ mittels Spritzguss aufgebracht werden .
Weiterhin umfasst das Entstörmodul 5 wenigstens eine
Schnittstelle 5.4, die zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Schaltungsanordnung 5.2 mit der Leistungselektronik der Steuereinheit 4 vorgesehen ist.
Die Schnittstelle 5.4 kann auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein, worauf in den nachfolgenden Figuren 3 bis 6 näher eingegangen wird. Die Figuren 3 bis 6 zeigen dabei verschiedene beispielhafte Ausgestaltungen des Entstörmoduls 5, wobei das Entstörmodul 5 jeweils in einer Schnittdarstellung, insbesondere in einem Längsschnitt gezeigt ist.
In Figur 3 ist die Schnittstelle 5.4 als ein Stanzgitter S ausgebildet, wobei zwei parallel zueinander verlaufende elektrische Leiter durch den Schaltungsträger 5.1 hindurch geführt sind und von einer bestückten Flachseite des Schal- tungsträgers 5.1 nach oben abragen. Das Stanzgitter S ist elektrisch leitend mit der elektronischen Schaltungsanordnung 5.2 verbunden, z. B. über in dem Schaltungsträger 5.1 verlaufende Stanzgitterabschnitte . Die bestückte Flachseite des Schaltungsträgers 5.1 ist hierbei beispielsweise eine der Steuereinheit 4 zugewandte Seite. Eine unbestückte Flachseite des Schaltungsträgers 5.1 ist der Steuereinheit 4 abgewandt, wobei über die unbestückte Flachseite des Schaltungsträgers 5.1 abragende Abschnitte der Leiter mit einem elektrisch isolierenden Material abgedichtet sind. Alternativ kann der Schaltungsträger 5.1 auch anders relativ zur Steuereinheit 4 ausgerichtet sein.
Alternativ dazu kann in ähnlicher Art und Weise als Schnitt- stelle 5.4 ein Kabel oder ein Einpresskontakt angeordnet oder eingebracht werden, wobei diese mit der elektronischen
Schaltungsanordnung 5.2 jeweils z. B, über eine in dem
Schaltungsträger 5.1 integrierte Leiterbahn elektrisch leitend verbunden sind.
In Figur 4 umfasst die Schnittstelle 5.4 eine freiliegende Kontaktfläche K auf der bestückten Flachseite oder alternativ auf einer gegenüberliegenden Flachseite des Schaltungsträ¬ gers 5.1, die mit einem in den Schaltungsträger 5.1 integrierten Leitungselement L verbunden ist. Das Leitungselement L kann hierbei ebenfalls eine Leiterbahn sein und ist elektrisch mit der elektronischen Schaltungsanordnung 5.2 verbunden. Die elektrische Kontaktfläche K ist hierbei entweder in Form eines oberflächenmontierten Bauelements ausgebildet und direkt auf den Schaltungsträger 5.1 gelötet oder als offene Leiterfläche des Schaltungsträgers 5.1, z. B. als galvanisiertes Plättchen oder als Kupferfläche, ausgebildet. Die Kontakt¬ fläche K ist zweckmäßigerweise aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. aus Metall oder einer elektrisch leitenden Keramik, gebildet. Vorzugsweise weist hierbei die unbestückte Flachseite des
Schaltungsträgers 5.1 keine offenen elektrischen Kontaktstellen auf .
In den Figuren 5 und 6 ist die Schnittstelle 5.4 jeweils als ein integriertes Steckermodul SM ausgebildet, welches zwei parallel zueinander verlaufende Kontaktstifte KS aufweist, die jeweils oberhalb oder in Abhängigkeit eines Bauraums auch unterhalb der bestückten Flachseite des Schaltungsträgers 5.1 rechtwinklig abgewinkelt sind.
In Figur 5 sind die Kontaktstifte KS von einer weiteren Kap¬ selung KP umgeben, die separat zur Kapselung 5.3 der elektronischen Schaltungsanordnung 5.2 ausgebildet ist. In Figur 6 sind die Kapselung 5.3 und die weitere Kapselung KP einteilig miteinander ausgebildet, so dass diese bei der Herstellung des Entstörmoduls 5 in einem gemeinsamen Verfahrensschritt aufgebracht werden können. Mittels des Steckermoduls SM als Schnittstelle 5.4 kann das Entstörmodul 5 auf besonders einfache Art und Weise mit der Steuereinheit 4 verbunden werden . Die Steuereinheit 4 weist dazu eine mit dem Steckermodul SM korrespondierende Steckerbuchse auf .
Die elektrischen Kontaktstifte KS können hierbei von beiden Seiten angeordnet werden, z. B. mittels Durchstecken und anschließend beidseitig Löten, Schweißen oder Kleben. Alternativ können die elektrischen Kontaktstifte KS auch einseitig gelötet, geschweißt oder geklebt werden.
Bezugs zeichenliste
1 Fahrzeug
2 Elektromotor
3 Getriebe
4 Steuereinheit
5 Entstörmodul
5.1 Schaltungsträger
5.2 elektronische Schaltungsanordnung 5.3 Kapselung
5.4 Schnittstelle
GM Getriebemotor
K Kontaktfläche
KS Kontaktstift
KP weitere Kapselung
L Leitungselement
S Stanzgitter
SM Steckermodul

Claims

Patentansprüche
1. Entstörmodul (5) für einen elektrisch kommutierten
Elektromotor (2) mit
- einem Schaltungsträger (5.1),
- einer elektronische Schaltungsanordnung (5.2), die auf dem Schaltungsträger (5.1) angeordnet ist,
- einer Kapselung (5.3), die die elektronische Schaltungsanordnung (5.2) form- und Stoffschlüssig umgibt, und
- wenigstens einer Schnittstelle (5.4), welche zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Schaltungsanordnung (5.2) mit einer Steuereinheit (4) des elektrisch kommutierten Elektromotors (2) vorgesehen ist.
2. Entstörmodul (5) nach Anspruch 1, wobei die Schnitt¬ stelle (5.4) als ein Stanzgitter (S) ausgebildet ist.
3. Entstörmodul (5) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (5.4) eine freiliegende Kontaktfläche (K) umfasst, die über ein in den Schaltungsträger (5.1) integriertes elektrisches Leitungs¬ element (L) elektrisch mit der elektronischen Schaltungsanordnung (5.2) verbunden ist. 4. Entstörmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittstelle (5.
4) als ein Steckermodul (SM) aus¬ gebildet ist, welches zumindest einen elektrischen Kontakt¬ stift (KS) und eine den zumindest einen elektrischen Kon¬ taktstift (KS) form- und Stoffschlüssig umgebende weitere Kapselung (KP) aufweist.
5. Entstörmodul (5) nach Anspruch 4 , wobei die Kapselung (5.3) und die weitere Kapselung (KP) einteilig miteinander ausgebildet sind .
6. Entstörmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektronische Schaltungsanordnung (5.2) mit dem Schaltungsträger (5.1) Stoffschlüssig verbunden ist.
7. Entstörmodul (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektronische Schaltungsanordnung (5.2) mindestens einen Kondensator aufweist.
8. Entstörmodul (5) nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Kondensator als ein Elektrolytkondensator ausgebildet ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Entstörmoduls (5) für einen elektrisch kommutierten Elektromotor (2), wobei
- auf zumindest eine Flachseite eines Schaltungsträgers (5.1) eine elektronische Schaltungsanordnung (5.2) angeordnet und befestigt wird,
- wenigstens eine Schnittstelle (5.4) zur elektrischen Kon- taktierung der elektronischen Schaltungsanordnung (5.2) mit einer Steuereinheit (4) des Elektromotors (2) in den Schal¬ tungsträger (5.1) integriert wird, und
- zumindest die elektronische Schaltungsanordnung (5.2) mit einem aushärtbaren Kapselungsmaterial versehen wird, welches sich beim Aushärten mit der elektronischen Schaltungsanord- nung (5.2) form- und Stoffschlüssig verbindet und diese ein¬ teilig kapselt.
10. Fahrzeug (1), umfassend
- einen elektrisch kommutierten Elektromotor (2),
- eine Steuereinheit (4) zur Ansteuerung des Elektromotors (2) und
- ein Entstörmodul (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches mit der Steuereinheit (4) zumindest elektrisch verbunden ist.
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