EP4755145A1 - Steuergerät mit zonenkonzept - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (1) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), das eine außerhalb des Gehäuses (2) liegende Außenzone (3) von in dem Gehäuse (2) liegenden Innenzonen (4, 5, 6) abgrenzt, wobei in einer ersten Innenzone (4) Leitungen (7), in einer zweiten Innenzone (5) Filter (8) und in einer dritten Innenzone (6) eine Logikplatine (9), eine Leistungsplatine (10) sowie ein Inverter (11) angeordnet sind, wobei die Außenzone (3) von den Innenzonen (4, 5, 6) sowie die Innenzonen (4, 5, 6) voneinander durch zumindest eine Maßnahme ausgewählt aus den Maß-nahmen Schirmung, Filterung und räumlicher Trennung getrennt sind.

Description

Steuergerät mit Zonenkonzept

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere Hochvolt-Steuergerät, für ein (rein) elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug.

Durch die zunehmende Einführung von elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen (Elektrofahrzeugen) steigt die Bedeutung von zur Versorgung des Elektrofahrzeugs notwendiger Batterien. Dabei werden Batterien verbaut, mit denen Spannungen zwischen 400 V und 800 V im Elektrofahrzeug zur Verfügung gestellt werden können. Solche höheren Spannungen sind insbesondere vorteilhaft, da die Ströme bei gleichbleibender Leistung verringert werden können, wodurch wiederum die zur Stromtragfähigkeit nötigen Kabelquerschnitte und damit der Materialbedarf reduziert werden können/kann.

Problematisch an höheren Spannungen ist jedoch, dass sich durch höhere Nutzspannungen auch höhere Störungen ergeben. Insbesondere Steuergeräte tragen dabei eine entscheidende Bedeutung, da sie (insbesondere aufgrund der steilen Schaltflanken der in den Steuergeräten verbauten Invertern) oftmals die Hauptstörquelle in me- chatronischen System bilden. Daher muss in Hochvolt-Anwendungen im Allgemeinen und in Hochvolt-Steuergeräten im Speziellen ein Konzept für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) entwickelt werden, um die strengen EMV-Anforderungen in Au- tomotive-Anwendungen einhalten zu können.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Steuergeräte haben den Nachteil, dass sie die strengen EMV-Anforderungen oftmals nicht oder nur mit nachteiligen Auswirkungen auf den erforderlichen Bauraum und die Kosten einhalten können.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll ein Steuergerät, insbesondere Hochvolt-Steuergerät, bereitgestellt werden, das elektromagnetisch verträglich ist, gleichzeitig den hohen Anforderungen an den Bauraum genügt sowie kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Demnach wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuergerät ein Gehäuse aufweist, das eine außerhalb des Gehäuses liegende Außenzone von in dem Gehäuse liegenden Innenzonen abgrenzt, wobei in einer ersten Innenzone Leitungen (sowie optional ein (später beschriebener) (AC-)Stromsensor), in einer zweiten Innenzone Filter und in einer dritten Innenzone eine Logikplatine, eine Leistungsplatine sowie ein Inverter angeordnet sind. Dabei sind die Außenzone von den Innenzonen sowie die Innenzonen voneinander durch zumindest eine Maßnahme ausgewählt aus den Maßnahmen Schirmung, Filterung und räumlicher Trennung getrennt.

Das heißt, dass bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät durch das Zonenkonzept die Prinzipien der Filterung, Schirmung und räumlichen Trennung von Störquellen und Störsenken bzw. räumlich spezifische Anordnung genutzt und so kombiniert werden, dass ein EMV-robustes Design erreicht wird. Demnach wird das Steuergerät in verschiedene Zonen eingeteilt, und der Übergang zwischen zwei Zonen enthält jeweils mindestens eine der drei Maßnahmen Schirmung, Filterung oder räumliche Trennung bzw. spezifische räumliche Anordnung.

Dies hat den Vorteil, dass durch die verschiedenen Zonen sichergestellt werden kann, dass sich Schaltungsteile, wie der Inverter (Power Module) und die Logikplatine (Logik Board/Logic PCB), nicht gegenseitig negativ beeinflussen. Zudem kann gewährleistet werden, dass weder äußere Störquellen das Steuergerät negativ beeinflussen noch das Steuergerät äußere Systeme stört. Mit anderen Worten erfüllt das Zonenkonzept die EMV-Anforderungen innerhalb des Steuergeräts selbst sowie nach außen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Übergang zwischen der Außenzone und der ersten Innenzone geschirmt und gefiltert sein. Das heißt, dass alle Schnittstellen des Steuergeräts zur Außenzone/zur Umgebung/in einen Bereich außerhalb des Steuergeräts gefiltert und/oder geschirmt sind. Somit gelangen nur sehr geringe Störungen aus dem Steuergerät hinaus.

Vorzugsweise kann die erste Innenzone eine am weitesten außen gelegene Innenzone (verglichen mit den anderen Innenzonen) innerhalb des Steuergeräts sein. Das heißt also, dass die erste Innenzone die zweiten und dritte Innenzone räumlich von der Außenzone beabstandet/trennt. Insbesondere kann die erste Innenzone die zweite und dritte Innenzone räumlich vorzugsweise vollständig umschließen. Vorzugsweise kann die dritte Innenzone eine am weitesten innen gelegene Innenzone (verglichen mit den anderen Innenzonen) innerhalb des Steuergeräts sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Übergang zwischen der ersten Innenzone und der dritten Innenzone durch die an dem Übergang zwischen der ersten Innenzone und der dritten Innenzone, in der zweiten Innenzone angeordneten Filter gefiltert sein. Das heißt, dass die erste Innenzone ein Bereich innerhalb des Gehäuses des Steuergeräts ist, in dem alle Leitungen, die aus dem Steuergerät hinausführen, bereits gefiltert sind. Zudem kann die erste Innenzone teilweise geschirmt sein, beispielsweise zur Trennung zwischen einem Logikplatinen-benachbarten Bereich und einem Inverter-benachbarten Bereich der ersten Innenzone. Dadurch können Störungen aus Zonen mit höheren Störungen, insbesondere aus der dritten Innenzone bzw. vom Inverter kommend, bezüglich der Logikplatine/zur Logikplatine hin geschirmt werden. Somit sind die Störungen, welche aus dem Steuergerät kommen, in der ersten Innenzone gering, jedoch höher als in der Außenzone.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät eine metallische Schirmung innerhalb der dritten Innenzone aufweisen, welche eine erste Unterzone, in der die Logikplatine angeordnet ist, und eine zweite Unterzone, in der die Leistungsplatine und der Inverter angeordnet sind, voneinander trennt. Durch das Vorsehen unterschiedlicher Bereiche in der dritten Innenzone, die aufgrund der Anordnung von Komponenten mit hoher Störaussendung, wie dem Inverter, stark störbehaftet ist und in der die Störungen von der Logikplatine und der Leistungsplatine noch nicht gefiltert oder geschirmt sind, können Störquellen und Störsenken zueinander durch räumliche Trennung abgegrenzt und zusätzlich durch die metallische Schirmung abgeschirmt werden. Somit wird die Beeinflussung zwischen der Logikplatine, welche als Störquelle und als Störsenke fungiert, und der Leistungsplatine, welche stärkere Störungen als die Logikplatine erzeugt, verringert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Filter ein Controller-Area-Net- work-Filter (CAN EMC Filter), ein Supply-Filter (Supply EMC Filter) und/oder ein RPS- Temperature-Filter (RPS + Temp EMC Filter) enthalten, die als Filter der Logikplatine dienen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Filter ein Hochvolt- AC-Filter (HV AC EMC Filter) und/oder ein Hochvolt-DC-Filter (HV DC EMC Filter) enthalten, die als Filter der Leistungsplatine und des Inverters dienen. Durch die Filter findet in der zweiten Innenzone bezogen auf die vom Steuergerät kommenden/er- zeugten Störungen der Übergang von hohen Störungen (in der dritten Innenzone) zu geringen Störungen (in der ersten Innenzone) statt.

Vorzugsweise können die Filter räumlich spezifisch platziert sein und insbesondere möglichst nahe an der Schnittstelle vom Steuergerät nach außen angeordnet sein.

Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann das Hochvolt-AC- Filter dem Inverter direkt nachgeschaltet sein. Das heißt, dass das Hochvolt-AC-Filter spezifisch so platziert ist, dass sich die in dem Inverter entstehenden Störungen möglichst wenig im Steuergerät ausbreiten.

Gemäß der Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät einen AC-Stromsensor aufweisen, der dem Hochvolt-AC-Filter nachgeschaltet ist und in der ersten Innenzone angeordnet ist. Dadurch, dass die Störungen des Inverters durch das Hochvolt-AC-Filter direkt gefiltert werden, wird eine Platzierung des AC- Stromsensors in der ersten Innenzone ermöglicht, so dass der AC-Stromsensor möglichst wenig durch den Inverter gestört wird. Vorzugsweise kann das Hochvolt-AC-Filter mindestens einen Ferrit bzw. nanokristallinen Kern im Common Mode um alle drei Motorphasen aufweisen.

Gemäß der Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform können das Controller- Area-Network-Filter, das Supply-Filter, das RPS-Temperature-Filter und/oder das Hochvolt-AC-Filter zu der ersten Innenzone und zu der dritten Innenzone ungeschirmt sein. Dadurch wird dort, wo es nicht unbedingt notwendig ist, auf eine zusätzliche Schirmung der Filter verzichtet. Das heißt, dass das Controller-Area-Network-Filter, das Supply-Filter, das RPS-Temperature-Filter und/oder das Hochvolt-AC-Filter in einer ersten Unterzone der zweiten Innenzone angeordnet sind, in der die Filter räumlich spezifisch platziert, nämlich möglichst nahe an der Schnittstelle vom Steuergerät nach außen angeordnet sind, aber nicht in einem extra metallischen Raum geschirmt sind.

Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann das dem Inverter nachgeschaltete Hochvolt-DC-Filter zu der ersten Innenzone und/oder der dritten Innenzone, insbesondere der zweiten Unterzone der dritten Innenzone, metallisch geschirmt sein. Da dieses Hochvolt-DC-Filter in einem Bereich mit den größten Störungen platziert ist, wird das zusätzliche metallische Gehäuse zum Steuergerät als metallische Schirmung des Hochvolt-DC-Filters verbaut. Das heißt, dass das Hochvolt-DC- Filter in einer zweiten Unterzone der zweiten Innenzone angeordnet ist, in der das Filter räumlich spezifisch platziert, nämlich möglichst nahe an der Schnittstelle vom Steuergerät nach außen angeordnet ist, und zusätzlich in einem extra metallischen Raum geschirmt sind.

Vorzugsweise kann das Hochvolt-DC-Filter X- und Y-Kondensatoren und mindestens einen Ferrit bzw. nanokristallinen Kern aufweisen oder daraus bestehen. Gemäß der Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät einen DC-Stromsensor aufweisen, der zwischen dem Hochvolt-DC-Filter und dem Inverter zwischengeschaltet ist und in der dritten Innenzone angeordnet ist.

Gemäß der Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät einen DC-Link aufweisen, der zwischen dem DC-Stromsensor und dem Inverter zwischengeschaltet ist und in der dritten Innenzone angeordnet ist.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein in Zonen eingeteiltes Steuergerät, welches maßgeblich aus den folgenden Komponenten besteht: Steuergerät Gehäuse, Logik Platine (Logic PCB), Inverter (Power Module), AC Stromsensor, DC Stromsensor, HV DC EMV Filter, Leistungsplatine (Power Board), diverse Schnittstellen, Zwischenkreis. Eine Zone O/Außenzone ist der Bereich außerhalb des Steuergeräts. Alle Schnittstellen vom Steuergerät zur Umgebung sind hier gefiltert und/oder geschirmt. In diesem Bereich gelangen nur sehr geringe Störungen aus dem Steuergerät heraus. Eine Zone 1 /erste Innenzone ist der Bereich innerhalb des Gehäuses des Steuerge- räts/der ECU, jedoch sind alle Leitungen in diesem Bereich bereits gefiltert. Teilweise sind in diesem Bereich auch Störungen von Zonen mit höheren Störungen geschirmt, wie z.B. Logik Board von Power Module/Inverter. In Zone 1 sind die Störungen gering, welche aus dem Gerät kommen, jedoch höher als in Zone 0. Eine Zone 2/zweite Innenzone sind die Bereiche, in denen die Filter platziert sind. Innerhalb der Zone 2 kann zwischen einer Zone 2A/ersten Unterzone der zweiten Innenzone, in der die Filter nur räumlich spezifisch platziert (möglichst nahe an der Schnittstelle vom Steuergerät nach außen), aber nicht zusätzlich metallisch geschirmt sind, und einer Zone 2B/zweiten Unterzone der zweiten Innenzone, in der die Filter sowohl räumlich spezifisch platziert (möglichst nahe an der Schnittstelle vom Steuergerät nach außen), und zusätzlich metallisch geschirmt sind, unterschieden werden. In Zone 2 findet, bezogen auf die vom Steuergerät kommenden Störungen, der Übergang von hohen Störungen zu geringen Störungen statt. Eine Zone 3/dritte Innenzone sind die Bereiche, in denen die Platinen mit Schaltungsteilen sowie Schaltungsanordnungen ohne Platine platziert sind. Zone 3 ist stark störbehaftet und die „schmutzige“ Zone, in der die Störungen der jeweiligen Platine noch nicht gefiltert und geschirmt sind. Auf den Platinen und schaltungsteilen können unterschiedliche Bereiche (Störquellen und Störsenken) zueinander abgegrenzt werden durch räumliche Trennung. Innerhalb der Zone 3 kann zwischen einer Zone 3A/ersten Unterzone der dritten Innenzone, in der die (sowohl als Störquelle als auch als Störsenke fungierenden) Logikplatinen angeordnet sind, und einer Zone 3B/zweiten Unterzone der dritten Innenzone, in der die Leistungselektronik angeordnet ist und in der der Inverter eine starke Störquelle darstellt. Die Zonen 3A und 3B können durch eine metallische Schirmung voneinander getrennt werden.

Weiter betrifft die Erfindung eine Umsetzung des Zonenkonzepts. An dem Übergang zwischen der Zone O/Außenzone und der Zone 1 /ersten Innenzone sind alle Schnittstellen des Steuergerätes nach außen hin gefiltert, und zudem besitzt das Steuergerät an diesem Übergang ein Metallgehäuse mit einem maximalen Schraubenabstand von 7 cm und somit eine Schirmung nach außen. An dem Übergang zwischen der Zone 1/ersten Innenzone (d.h. innerhalb des Metallgehäuses) und der Zone 2/zweiten Innenzone befindet sich keine Schirmung für die Platinen, jedoch beginnen an diesem Übergang die Filterzonen (= Zone 2). An dem Übergang zwischen der Zone 2/zweiten Innenzone und der Zone 3/dritte Innenzone beginnen die Filterschaltungen, wenn man von innen nach außen schaut.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung eines in Zonen eingeteilten Aufbaus eines Steuergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steuergeräts 1 . Das Steuergerät 1 ist als ein Hochvolt-Steuergerät ausgebildet. Das Steuergerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 grenzt eine außerhalb des Gehäuses 2 liegende Außenzone 3 von in dem Gehäuse liegenden Innenzonen 4, 5, 6 ab. In einer ersten Innenzone 4 sind Leitungen 7 angeordnet. Die Leitungen 7 sind bereits gefiltert, d.h. ein Filter ist vorgeschaltet. In einer zweiten Innenzone 5 sind Filter 8 angeordnet. In einer dritten Innenzone 6 sind eine Logikplatine 9 mit Mikrocontroller 9a, eine Leistungsplatine 10 sowie ein Inverter 11 angeordnet. Dabei ist in Fig.

1 insbesondere das Power Module als Inverter 11 bezeichnet, wobei alternativ auch der gesamte Bereich, in dem das Power Module angeordnet ist, als Inverter 11 bezeichnet werden könnte.

In dem Steuergerät sind die Außenzone 3 von den Innenzonen 4, 5, 6 sowie die Innenzonen 4, 5, 6 voneinander durch zumindest eine Maßnahme ausgewählt aus den Maßnahmen Schirmung, Filterung und räumlicher Trennung getrennt.

Die Außenzone 3 (Zone 0) ist ein Bereich außerhalb des Steuergeräts 1 . Alle Schnittstellen zwischen dem Steuergerät 1 und der Umgebung sind gefiltert und geschirmt. In diesem Bereich gelangen nur sehr wenige Störungen aus dem Steuergerät 1 heraus.

Die erste Innenzone 4 (Zone 1 ) ist ein Bereich innerhalb des Steuergeräts 1. Alle Schnittstellen/Leitungen 7 in diesem Bereich sind gefiltert und teilweise zusätzlich abgeschirmt. In diesem Bereich gelangen nur geringe Störungen aus dem Steuergerät 1 heraus, aber höhere als aus der Außenzone 3.

Die zweite Innenzone 5 (Zone 2 bzw. 2A und 2B) ist ein Bereich, in denen die Filter 8 platziert sind. In einer ersten Unterzone 12 der zweiten Innenzone 5 (Zone 2A) sind die Schnittstellen bzw. die Filter 8 nicht zusätzlich geschirmt. In einer zweiten Unterzone 13 der zweiten Innenzone 5 (Zone 2B) sind die Schnittstellen bzw. die Filter 8 zusätzlich metallisch geschirmt. Die zweite Innenzone 5 nutzt das Prinzip der spezifischen räumlichen Platzierung, bei der die Filter 8 möglichst nah an der Schnittstelle vom Steuergerät 1 nach außen platziert sind. Ein Bereich „Logic PCB Filter“ 14 ist der ersten Unterzone 12 der zweiten Innenzone 5 zugeordnet. In diesem Bereich ist ein Supply-Filter 15 (Supply EMC Filter) und ein Controller-Area-Network-Filter 16 (CAN EMC Filter) angeordnet. Die Übertragung erfolgt jeweils über eine Level-O-IF-Leitung 17 zur Supply 18 bzw. zum CAN 19.

Ein Bereich „Logic PCB Filter Sensor“ 20 ist der ersten Unterzone 12 der zweiten Innenzone 5 zugeordnet. In diesem Bereich ist ein RPS-Temperature-Filter 21 (RPS + Temp EMC Filter) angeordnet. Die Übertragung erfolgt über eine Level-O-IF-Leitung 17 zur RPS + Temp 22.

Ein Bereich „HV AC Filter“ 23 ist der ersten Unterzone 12 der zweiten Innenzone 5 zugeordnet. In diesem Bereich ist ein Hochvolt-AC-Filter 24 (HV AC EMC Filter) angeordnet. Die Übertragung erfolgt über eine Level-1 -IF-Leitung 25 zu einem AC- Stromsensor 26 (AC Current Sensor) und von dort über eine Level-O-IF-Leitung 17 zu einer elektrischen Antriebsmaschine 27 (EM). Der AC-Stromsensor 26 ist dem Hoch- volt-AC-Filter 24 nachgeschaltet ist und in der ersten Innenzone 4 angeordnet ist.

Ein Bereich „HV DC Filter“ 28 ist der zweiten Unterzone 13 der zweiten Innenzone 5 zugeordnet. In diesem Bereich ist ein Hochvolt-DC-Filter 29 (HV DC EMC Filter) angeordnet. Die Übertragung erfolgt über eine Level-O-IF-Leitung 17 zu einer Hochvolt- Supply 30 (HV Supply).

Die dritte Innenzone 6 (Zone 3 bzw. 3A und 3B) ist ein Bereich, in denen die Logikplatine 9, die Leistungsplatine 10 und der Inverter 11 platziert sind. In einer ersten Unterzone 31 der dritten Innenzone 6 (Zone 3A) sind die Schnittstellen ungefiltert und ungeschirmt. In einer zweiten Unterzone 32 der dritten Innenzone 6 (Zone 3B) sind die Schnittstellen ungefiltert und ungeschirmt. Die dritte Innenzone 6 nutzt das Prinzip der spezifischen räumlichen Platzierung, bei der die Logikpatine 9 getrennt von der Leistungsplatine 10 und dem Inverter 11 angeordnet ist. Zudem sind die erste Unterzone 31 und die zweite Unterzone 32 voneinander durch eine metallische Schirmung 33 getrennt. Weiter nutzt die zweite Unterzone 32 der dritten Innenzone 6 (Zone 3B) das Prinzip der spezifischen räumlichen Platzierung, bei der die Leistungsplatine 10 getrennt von dem Inverter 11 angeordnet ist.

In der ersten Unterzone 31 der dritten Innenzone 6 (Zone 3A) sind die Bereiche „Logic PCB Filter“ 14 und „Logic PCB Filter Sensor“ 20 angeordnet. In der zweiten Unterzone

32 der dritten Innenzone 6 (Zone 3B) sind die Bereiche „HV AC Filter“ 23 und „HV DC Filter“ 28 angeordnet.

Die Logikplatine 9 mit Mikrocontroller (pC) 9a ist über eine Level-1 -IF-Leitung 25 mit der Leistungsplatine 10 (Power PCB/Gate Driver) verbunden. Die Leistungsplatine 10 ist über eine Level-1 -IF-Leitung 25 mit dem Inverter 11 (Power Module) verbunden.

Der Inverter 11 ist über eine Level-1 -IF-Leitung 25 mit dem Hochvolt-AC-Filter 24 verbunden. Insbesondere ist der Hochvolt-AC-Filter 24 dem Inverter 11 direkt nachgeschaltet. Der Inverter 11 ist über eine Level-1 -IF-Leitung 25 mit einer (in der zweiten Unterzone 32 der dritten Innenzone 6 (Zone 3B) angeordneten) DC-Verbindung 33 (DC-Link) verbunden. Die DC-Verbindung 33 ist über eine Level-1 -IF-Leitung 25 mit einem (in der zweiten Unterzone 32 der dritten Innenzone 6 (Zone 3B) angeordneten) DC-Stromsensor 34 (DC Current Sensor) verbunden. Der DC-Stromsensor 34 ist über eine Level-O-IF-Leitung 17 mit dem Hochvolt-DC-Filter 29 verbunden.

Bezuqszeichenliste

1 Steuergerät

2 Gehäuse

3 Außenzone

4 erste Innenzone

5 zweite Innenzone

6 dritte Innenzone

7 Leitung

8 Filter

9 Logikplatine

10 Leistungsplatine

11 Inverter

12 erste Unterzone

13 zweite Unterzone

14 Bereich „Logic PCB Filter“

15 Supply-Filter

16 Controller-Area-Network-Filter

17 Level-O-IF-Leitung

18 Supply

19 CAN

20 Bereich „Logic PCB Filter Sensor“

21 RPS-Temperature-Filter

22 RPS + Temp

23 Bereich „HV AC Filter“

24 Hochvolt-AC-Filter

25 Level-1-IF-Leitung

26 AC-Stromsensor

27 elektrische Antriebsmaschine 28 Bereich „HV DC Filter“

29 Hochvolt-DC-Filter

30 Hochvolt-Supply

31 erste Unterzone

32 zweite Unterzone

33 metallische Schirmung

34 DC-Verbindung

35 DC-Stromsensor

Claims

Patentansprüche

1 . Steuergerät (1 ) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), das eine außerhalb des Gehäuses (2) liegende Außenzone (3) von in dem Gehäuse (2) liegenden Innenzonen (4, 5, 6) abgrenzt, wobei in einer ersten Innenzone (4) Leitungen (7), in einer zweiten Innenzone (5) Filter (8) und in einer dritten Innenzone (6) eine Logikplatine (9), eine Leistungsplatine (10) sowie ein Inverter (11 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenzone (3) von den Innenzonen (4, 5, 6) sowie die Innenzonen (4, 5, 6) voneinander durch zumindest eine Maßnahme ausgewählt aus den Maßnahmen Schirmung, Filterung und räumlicher Trennung getrennt sind.

2. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang zwischen der Außenzone (3) und der ersten Innenzone (4) geschirmt und gefiltert ist.

3. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang zwischen der ersten Innenzone (4) und der dritten Innenzone (6) durch die in der zweiten Innenzone (5) angeordneten Filter (8) gefiltert ist.

4. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1 ) eine metallische Schirmung (33) innerhalb der dritten Innenzone (6) aufweist, welche eine erste Unterzone (31 ), in der die Logikplatine (9) angeordnet ist, und eine zweite Unterzone (32), in der die Leistungsplatine (10) und der Inverter (11 ) angeordnet sind, voneinander trennt.

5. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter (8) ein Controller-Area-Network-Filter (16), ein Supply-Filter (15) und/oder ein RPS-Temperature-Filter (21 ) enthalten, die als Filter (8) der Logikplatine (9) dienen, und/oder dass die Filter (8) ein Hochvolt-AC-Filter (24) und/oder ein Hochvolt-DC-Filter (29) enthalten, die als Filter (8) der Leistungsplatine (10) und des Inverters (11 ) dienen.

6. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochvolt- AC-Filter (24) dem Inverter (11 ) direkt nachgeschaltet ist.

7. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1 ) einen AC-Stromsensor (26) aufweist, der dem Hochvolt-AC-Filter (24) nachgeschaltet ist und in der ersten Innenzone (4) angeordnet ist.

8. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Inverter (11 ) nachgeschaltete Hochvolt-DC-Filter (29) zu der ersten Innenzone (4) und/oder der dritten Innenzone (6) metallisch geschirmt ist.

9. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Controller-Area-Network-Filter (16), das Supply-Filter (15), das RPS- Temperature-Filter (21 ) und/oder das Hochvolt-AC-Filter (24) zu der ersten Innenzone (4) und zu der dritten Innenzone (6) ungeschirmt sind.

10. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1 ) einen DC-Stromsensor (35) aufweist, der zwischen dem Hochvolt-DC-Filter (29) und dem Inverter (11 ) zwischengeschaltet ist und in der dritten Innenzone (6) angeordnet ist.