WO2018162083A1 - Electric machine - Google Patents

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WO2018162083A1
WO2018162083A1 PCT/EP2017/055735 EP2017055735W WO2018162083A1 WO 2018162083 A1 WO2018162083 A1 WO 2018162083A1 EP 2017055735 W EP2017055735 W EP 2017055735W WO 2018162083 A1 WO2018162083 A1 WO 2018162083A1
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WO
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circuit board
printed circuit
electrical machine
contact
electrical
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/055735
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Joachim Schröder
Axel Steinshorn
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg filed Critical Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/047Cooling of electronic devices installed inside the pump housing, e.g. inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/40Electric motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/808Electronic circuits (e.g. inverters) installed inside the machine
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/03Machines characterised by the wiring boards, i.e. printed circuit boards or similar structures for connecting the winding terminations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/06Machines characterised by the wiring leads, i.e. conducting wires for connecting the winding terminations

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine of a motor vehicle, with an electronics compartment, and with a printed circuit board arranged therein.
  • the electric machine is preferably an electric motor and suitably a component of a refrigerant compressor.
  • the invention further relates to a refrigerant compressor with such an electric machine.
  • Motor vehicles usually have an air conditioner, by means of which a temperature control of an interior of the motor vehicle takes place.
  • the required energy storage such as a high-voltage battery, cooled by an air conditioner.
  • the air conditioning system has a refrigerant circuit, which includes a refrigerant compressor and downstream of a condenser and this fluidly downstream of an evaporator. This is fluidly connected downstream of another heat exchanger, which is in thermal contact with any energy cells of the high-voltage energy storage or with a fan line, which leads into the interior of the motor vehicle.
  • the refrigeration cycle is filled with a refrigerant, such as R134a, R1234yf or CO2.
  • a pressure of the refrigerant is increased by means of the refrigerant compressor, which leads to an increase in the temperature of the refrigerant.
  • This is conducted to the condenser, which is in thermal contact with an environment of the motor vehicle.
  • a temperature reduction of the refrigerant which is in turn relaxed in the downstream evaporator to the original pressure, which is why the temperature of the refrigerant is further reduced.
  • the heat exchanger with the heat exchanger shear thermally contacted component thermal energy transferred to the refrigerant, resulting in a cooling of the component and a heating of the refrigerant.
  • the heated refrigerant is again supplied to the refrigerant compressor for closing the refrigerant cycle.
  • the refrigerant compressor is usually driven by a belt drive from an internal combustion engine of the motor vehicle and has a compressor head, which is for example a scroll compressor head. If the air conditioning system is a component of a motor vehicle that does not include an internal combustion engine, the refrigerant compressor has an electric motor, by means of which the compressor head is driven.
  • the rotational speed of the drive and thus the cooling capacity of the air conditioner is adjusted based on a temperature setting of a user of the motor vehicle or a realized temperature of the high-voltage battery.
  • the electric motor is usually designed brushless, wherein the individual electric coils are energized by means of a bridge circuit of a printed circuit board.
  • electric coils of the electric motor are electrically contacted, for example by means of blade and fork contacts, with conductor tracks of the conductor tracks, which in turn are electrically contacted with the bridge circuit.
  • This has semiconductor switches which are actuated by means of a PWM control.
  • the conductor tracks of the circuit board must be made comparatively robust.
  • the printed circuit board is usually arranged within an electronics compartment of a housing of the refrigerant compressor and fixedly connected to the housing, for example by means of clips or screws. If different pressures prevail within the housing, namely a low pressure on the stator side and atmospheric pressure on the electronics side, the housing wall can bulge axially into the electronics compartment. If the circuit board would be attached to this housing wall (housing intermediate wall), this could thus be damaged, and / or an electrical Contact between the circuit board and the electric coils are interrupted. Thus, this housing wall can not be used for mounting, although this one would be most suitable for cooling the circuit board.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable electrical machine of a motor vehicle and a particularly suitable refrigerant compressor of a motor vehicle with an electric machine, in particular a reliability and preferably manufacturing costs are reduced.
  • the electric machine is a component of a motor vehicle and preferably a generator or an electric motor.
  • the electric motor is used to drive the motor vehicle, which is thus in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the electric machine is preferably a component of an auxiliary unit of the motor vehicle, for example a variable drive, such as a steering motor of a so-called power steering, an electric window lifter or an electric seat adjustment.
  • the electric machine is electrically contacted in the assembled state with a vehicle electrical system of the motor vehicle and is energized by means of it.
  • the electric machine is suitable for this purpose.
  • the vehicle electrical system of the motor vehicle is a low-voltage on-board electrical system and carries, for example, an electrical voltage of 12 volts, 24 volts or 48 volts.
  • the voltage applied during operation on the electric machine or which has the electrical system of the motor vehicle 288 volts, 450 volts, 650 volts or 830 volts.
  • the electric machine is a component of a refrigerant compressor, which is thus an electromotive refrigerant compressor.
  • the electromotive refrigerant compressor is in particular a component of a refrigeration system. teschniklaufs of the motor vehicle, by means of which, for example, a temperature of the interior of the motor vehicle and / or cooling of an energy storage of the motor vehicle takes place during operation.
  • the electromotive refrigerant compressor comprises a compressor head, for example a scroll compressor.
  • a refrigerant is compressed by means of the electromotive refrigerant compressor, for example a chemical refrigerant, such as R134a or R1234yf.
  • CO2 is used as the refrigerant.
  • the electric machine is preferably designed brushless and in particular a brushless electric motor, such as a brushless DC motor (BLDC).
  • the electrical machine thus has at least one electrical coil, by means of which at least partially an electromagnet is formed.
  • the electrical coil (winding, motor or phase winding, rotating field winding) is a component of a stator of the electric machine.
  • the stator comprises a number of such electrical coils, for example, two, three, six, twelve, wherein the electrical coils are preferably connected to electrical phases of the electric machine, for which they are electrically contacted with each other in a parallel or series connection.
  • the electrical phases themselves are in particular electrically connected to one another in a triangular or star connection.
  • the electric machine is designed in three-phase, six-phase or twelve-phase.
  • the electrical coil is electrically contacted with a bridge circuit of the circuit board.
  • the printed circuit board preferably has a carrier, which is made in particular of a woven material, for example a glass fiber fabric, or paper, which are preferably surrounded by a matrix which is, for example, epoxide or at least comprises it.
  • conductor tracks are connected to and / or embedded in the carrier.
  • the interconnects themselves are made for example of a copper.
  • the bridge circuit preferably has four, six or twelve bridge branches and is thus a B4, B6 or B12 circuit.
  • each of the bridge branches has a semiconductor component, in particular a semiconductor switch, and preferably a power semiconductor switch.
  • a power electronics is provided with the circuit board or the circuit board is part of the power electronics.
  • the electric machine has an electronics compartment, which is for example a part of a housing of the electrical machine.
  • the housing / electronics compartment is made of a metal, for example aluminum or an aluminum alloy.
  • the housing is created as a die-cast part.
  • the circuit board is arranged, wherein the stator, and in particular the electrical coil, is located outside the electronics compartment.
  • the circuit board is arranged parallel to the housing wall.
  • the electronics compartment itself is preferably airtight and pressure-tight in the assembled state, which is why damage to the printed circuit board is essentially ruled out.
  • the electric machine has a first terminal that is electrically contacted with the electrical coil of the stator.
  • the first terminal is integral with the electrical coil.
  • the first connection is preferably formed by means of one end of the electrical coil.
  • the first terminal is a separate component, which is electrically contacted with the electrical coil, in particular directly, and preferably mechanically connected to this, for example, soldered or welded.
  • the first connection is contacted directly with the electrical coil.
  • the first connection thus preferably represents a phase connection, that is to say a connection to one of the electrical phases of the stator, provided that the electrical machine has a plurality of phases.
  • the first connection is inside the electrical nikfachs kept stationary.
  • the first Anschiuss is attached to a wall of the electronics compartment.
  • the first connection thus takes place electrical contacting through a wall of the electronics compartment, wherein at least a portion of the first terminal is located fixed to a defined, specific position within the electronics compartment.
  • the first Anschiuss particular rigid is attached to a housing wall of the electronics compartment.
  • the first Anschiuss is electrically contacted by means of a pliable contact element with a second Anschiuss, wherein the second Anschiuss is a part of the circuit board.
  • the second Anschiuss itself is electrically contacted with the bridge circuit of the circuit board, for example by means of a conductor track.
  • the second Anschiuss is preferably rigidly connected to other components of the circuit board, in particular on the support of the circuit board.
  • the pliable contact element is designed to be flexible, which is why the electrical connection between the first and second Anschiuss is substantially flexible. Due to the pliable contact element a length and / or train compensation between the first Anschiuss and the second Anschiuss is possible.
  • the pliable contact element is particularly suitable, preferably designed to carry electrical currents of more than 100 amps, 150 amps or 200 amps, the current carrying capacity, for example, less than 1, 000 amps, 900 amps or 800 amps.
  • the first and second Anschiuss are preferably rigidly connected to other components of the electrical machine, in particular at one
  • the stator is preferably arranged within the housing and designed, for example, substantially hollow cylindrical.
  • the electronics compartment is preferably located on the front side of the hollow cylindrical stator.
  • the stator circumferentially surrounds a rotor, which is also positioned within the housing and rotatably mounted about a rotation axis.
  • the rotor itself has, for example, a number of permanent magnets.
  • the electrical coil preferably the number of electrical coils, is energized by means of the printed circuit board, so that a rotating magnetic field is provided.
  • the rotor By means of a magnetic interaction between the permanent magnet (s) of the rotor and the electromagnet (s) of the stator (s) formed by the electrical coil (s), the rotor is set in rotation about the axis of rotation.
  • a compressor head is connected to the rotor if the electric machine is part of a refrigerant compressor.
  • the compressor head is located on the opposite side of the electronics compartment of the stator.
  • the first Anschiuss is guided by a housing wall.
  • one end of the first terminal is within the electronics compartment, and another end of the first terminal is located outside the electronics compartment, these two areas being separated by means of the housing wall.
  • the electric coil is preferably connected to the end of the first connection located outside the electronics compartment. Due to the passage through the housing wall of the first Anschiuss is held stable, and an electrical contact is simplified. Conveniently, the first Anschiuss positive and / or non-positively within a recess of the housing wall. In particular, between the first Anschiuss and the housing wall a pressure-tight seal available.
  • the first connection extends in the axial direction
  • the housing wall is arranged substantially perpendicular to the axial direction, that is to say parallel to the direction of rotation.
  • the pliable contact element is at least partially by means of a (first) heat-conducting on the housing wall. In this way, heat dissipation from the pliable contact element to the housing wall is made possible.
  • an electrical insulation with respect to the housing wall is created by means of the (first) politiciansleitpads.
  • the pliable contact element has a rigid first contact portion and a rigid second contact portion. Between the first and second contact portion, a flexible third contact portion is arranged. In particular, the first and second contact portions are connected to the third contact portion. Consequently, by means of the third contact portion, the bending slackness of the pliable contact element is provided.
  • the first contact portion is mechanically connected to the first terminal and the second contact portion is mechanically connected to the second terminal.
  • the first contact portion is attached to the first terminal and the second contact portion is attached to the second terminal. Consequently, the first and second contact portion are also held rigidly and the BiegeUnfheit is provided only by means of the third contact portion, by means of which therefore a tolerance compensation can take place.
  • first and second contact portions are relatively easy to assemble.
  • a production of the pliable contact element is simplified, since by means of the first and second contact portion in each case a breakpoint for any tools is provided.
  • the first and second contact portion and the third contact portion are made of a metal, in particular of the same material, which reduces any electrical resistances.
  • the first Contact portion made of the same material as the first terminal and / or the second contact portion made of the same material as the second terminal, which also reduces electrical resistance and thus increases efficiency.
  • the pliable contact element is made entirely of copper or a copper alloy.
  • at least the first contact section, the second contact section or the third contact section is made of a copper, ie copper or a copper alloy.
  • the pliable contact element is at least partially made of a brass, wherein, for example, the first contact portion, the second contact portion and / or the third contact portion made of brass.
  • the third contact section is created by means of strands.
  • the third contact portion is made of a braid.
  • the required flexibility is provided, wherein due to the intertwined individual strands or the like a mechanical stability is present. Also, an unintentional separation of the individual strands is prevented from each other, which could otherwise lead to a possible arc formation.
  • the individual, the braid forming strands are interwoven or twisted. Due to the configuration as a braid in this case comparatively small inductances are present, which is why an efficiency of the electric machine is increased.
  • the braid is elastically or plastically deformable, which simplifies assembly and leads to a comparatively safe operation, wherein even with shock or deformation of the electronics compartment always the electrical contact between the first and the second terminal is present.
  • the braid is a copper braid and thus made of copper or a copper alloy, resulting in a comparatively low electrical resistance.
  • the first contact portion has a socket or eyelet.
  • the second contact portion has a socket or eyelet.
  • both the first and the second contact section comprise the Bush or eyelet.
  • the socket or eyelet is the attachment of the respective contact portion to the associated terminal.
  • the bush or eyelet is provided here a recess or has a recess. At the recess preferably engages a fastener, by means of which the respective contact portion is mechanically held at the respective associated terminal. Alternatively or particularly preferably in combination with this, the first contact section and the first connection are pressed together.
  • the first contact portion and / or the first terminal is plastically deformed by means of force application, which is why the first contact portion and the first terminal both electrically and mechanically contacted and held together.
  • the bush or eyelet is deformed. Consequently, a press fit is created between the respective contact section and the associated connection, in particular between the respective socket. In other words, it is created between the first contact portion and the first terminal.
  • no further fastening means are required, and also the electrical connection between the first contact portion and the first terminal is created by means of the pressing. Consequently, no additional manufacturing steps are required. All this leads to reduced production costs.
  • the second contact section and the second connection are screwed together.
  • this is done by means of a screw or a bolt which is guided through the bush or eyelet.
  • a nut is preferably arranged on the free end of the screw or the bolt, by means of which a frictional connection between the second contact section and the second connection is created.
  • the head of the screw is supported on a wall of the housing, in particular on the housing wall, through which the first terminal is guided, if this is the case.
  • the screw is arranged substantially axially, which is why the head is supported in the axial direction on the housing wall.
  • the first connection within the electronics compartment is particularly preferably first held stationary, this being done, for example, directly during production of the electronics compartment.
  • the pliable contact element is inserted into the electronics compartment and the first contact section is pressed with the first connection.
  • the printed circuit board is inserted into the electronics compartment and the second connection is screwed to the second contact section.
  • the screw is already inserted into the socket or eyelet of the second contact portion when the pliable contact element is inserted into the electronics compartment.
  • the first contact section is screwed to the first terminal and / or the second contact section is pressed to the second terminal. In other words, a pressfit is created between the second contact section and the second connection.
  • the mechanical connection and electrical contacting is preferably carried out by means of screws which are guided through the bushing or eyelet.
  • the second terminal is located on the opposite side of the printed circuit board from the second contact section, and the nut is in direct mechanical contact with the second terminal.
  • the screw head on the other hand, is on the side of the circuit board on which the second contact section is located, and the screw head is in direct mechanical contact with the second contact section.
  • the third contact section is preferably located between the printed circuit board and the housing wall, to which the first terminal is in particular connected.
  • the screw or the bolt and / or the associated nut is made for example of a steel, which is why a mechanical connection is relatively stable.
  • the nut is arranged on the side of the third contact section, and the screw head or bolt head is located on the opposite side. the side of the printed circuit board and is suitably in direct mechanical contact with the second terminal.
  • the respective head of the screw or of the bolt is connected via a heat conducting pad / the (first) heat conducting pad to the housing wall and / or is applied via this to the housing wall, wherein the (first)
  • Thermal pad for example, also serves the electrical insulation. Due to the planteleitpads is a heat dissipation from the circuit board to the
  • Housing wall allows, in particular, is in thermal contact with a coolant, such as air or the refrigerant, if the electric machine is part of a refrigerant compressor.
  • a coolant such as air or the refrigerant
  • Housing wall preferably made of an aluminum material.
  • the second contact portion has a hollow cylindrical projection, which is suitably arranged at least partially within an opening of the printed circuit board.
  • a clearance fit between the circuit board and the hollow cylindrical projection is created. Due to the hollow cylindrical projection of the second contact portion is at least partially stabilized with respect to the circuit board, so that any fastening element, such as a screw, only relatively small forces must apply for holding the second contact portion at the second terminal. Also, an assembly is simplified.
  • the hollow cylindrical projection is realized by means of the socket.
  • the opening of the printed circuit board is at least partially covered on the edge side by means of the second connection, which is why the hollow cylindrical projection can only be inserted from one side into the opening.
  • a stop for the hollow cylindrical projection is created in this way. As a result, the second contact portion is further stabilized.
  • the first and the second terminal at different distances to the axis of rotation of the electric machine.
  • the first connection is preferably arranged closer to the axis of rotation than the second connection.
  • the bridge circuit is arranged distributed on the circuit board, which makes uniform a heat load on the circuit board, which is why comparatively inexpensive electrical or electronic components of the circuit board can be used.
  • the circuit board is designed substantially rotationally symmetrical, so that different components of the individual bridge arms of the bridge circuit have a comparatively large distance from each other, if the bridge circuit has a plurality of such bridge arms.
  • a stress due to differential expansion due to the varying temperature is excluded. Due to the smaller distance of the first terminal to the axis of rotation manufacturing of the electric motor is simplified. Also, a comparatively small housing can be used for the electric machine, so that a comparatively compact electric machine is provided.
  • the bridge circuit preferably has a power semiconductor switch.
  • each bridge branch has two power semiconductor switches which are connected in parallel with each other, which reduces the electric current to be switched with each of the power semiconductor switches.
  • the power semiconductor switch is provided with a heat conducting pad, which preferably overlaps the respective power semiconductor switch on all sides and thus also bears against the corresponding sections of the printed circuit board.
  • the heat-conducting pads or the heat-conducting pad are preferably on the housing wall, which is why a comparatively efficient heat conduction from the power semiconductor switch is made to the housing wall, and therefore the operational heat of the power semiconductor switch is introduced into the housing wall.
  • the cooling of the power semiconductor switch is also carried out over relatively large-area copper traces of the circuit board.
  • the power semiconductor switches are, for example, IGBTs or field effect transistors (FET).
  • the power semiconductor switches are DirectFETs.
  • the bridge circuit comprises DirectFETs.
  • the comparatively flat-building DirectFETs are arranged in particular on the side of the printed circuit board facing the housing wall, if this is present.
  • the power semiconductor switches, in particular the DirectFETs are spaced from a central region of the printed circuit board and are preferably arranged in an edge region.
  • the power semiconductor switches are located in an outer half of the printed circuit board, which reduces heat load.
  • the DirectFETs are covered with (second) réelleleitpads. For example, in each case two, three or four DirectFETs are each assigned a (second) heat-conducting pad.
  • the DirectFETs are preferably contacted with a housing wall thermal, in particular with the housing wall through which the first connection is possibly out. In this way, a cooling of the DirectFETs is improved.
  • the circuit board is arranged parallel to a plane and stored floating to just this level. Consequently, the circuit board is floating within the electronics compartment. Consequently, in conjunction with the pliable contact element, the printed circuit board can be moved perpendicular to the plane at least in a certain area, so that damage to the printed circuit board due to vibration or deformation of the electronics compartment can be ruled out. Also, it is thus possible to manufacture the printed circuit board and the electronics compartment made of materials with different coefficients of thermal expansion, with no mechanical stresses between the printed circuit board and the electronics compartment, in particular the housing wall of the electronics compartment, occur during heating.
  • the electric machine is a component of a refrigerant compressor, in particular two areas with different static pressures are separated from each other by means of the housing wall.
  • an atmospheric pressure which is preferably smaller than the pressure on the opposite side of the housing wall.
  • there is a low pressure side on this side this pressure being greater than the pressure inside the electronics compartment.
  • the stator is suitably positioned. Due to the floating storage, the
  • Housing wall are made comparatively narrow, and the housing wall may bulge axially into the electronics compartment due to the pressure difference. Due to the floating bearing no mechanical stress is introduced into the circuit board despite the deformation of the housing wall. Consequently, the circuit board can be positioned comparatively close to the housing wall, which is why a heat dissipation to the housing wall and in particular to the low pressure side can be made comparatively efficient.
  • the plane is perpendicular to the axis of rotation.
  • the circuit board is arranged perpendicular to the axis of rotation, and the housing wall is located frontally of the stator.
  • the electronics compartment has a perpendicular to the plane extending dome, which is in particular connected to the housing wall, in particular integrally formed.
  • the dome itself protrudes in particular through a recess in the printed circuit board.
  • the circuit board is guided perpendicular to the plane, in particular parallel to the axis of rotation.
  • the printed circuit board can be displaced at least a certain amount along the dome.
  • the floating bearing is limited by stops or due to the length of the pliable contact element.
  • expansion of the circuit board in the plane is prevented only in the region of the recess. Otherwise, expansion is not hindered and mechanical stresses can be relieved.
  • the recess is located in an inner region of the printed circuit board, and is in particular in the center of gravity, or has at least a comparatively small distance from the center of gravity, for example less than 10% of the extent of the printed circuit board.
  • the circuit board is spaced by means of a spacer element from a perpendicular to the plane extending wall of the electronics compartment.
  • the wall is arranged parallel to the circuit board, and the circuit board is spaced by means of the spacer to the wall.
  • the distance is between 0.1 mm and 2 mm.
  • the wall is especially the
  • the spacer is attached to the wall and the circuit board.
  • the spacer is attached either to the circuit board or to the wall.
  • the spacer element is only attached to the wall, and the circuit board rests only on a free end of the spacer element.
  • the circuit board is not attached to the spacer, but only placed on this.
  • the electric machine comprises a number of such spacers, for example between two and fifteen, between four and ten and in particular six or seven.
  • the spacer element is designed, for example, cylindrical and
  • the spacer element is made of an electrically non-conductive material, such as plastic.
  • the spacer element is made of a
  • spacers are provided for the realization of the floating bearing, which extend in particular in the axial direction.
  • the spacer elements are arranged at predetermined positions and define a distance, for example, between 0.1 mm to 2 mm between the circuit board and the housing wall, which is always maintained.
  • the spacer element is in particular in the form of a preferably cylindrical pin, which is made for example of a ceramic material.
  • one of the pins is positioned in the center of a group of, for example, four power semiconductor switches, in particular DirectFETs.
  • the spacer elements are in particular spaced from a central region of the printed circuit board and preferably arranged along a circular path, the center of which is for example the recess of the printed circuit board, if this is present.
  • the electronics compartment has a cover, which is arranged in particular parallel to the printed circuit board.
  • a further element is arranged between the printed circuit board and the electronic compartment cover, by means of which the printed circuit board is fixed in the axial direction.
  • the refrigerant compressor is a component of a motor vehicle and includes an electric machine as a drive.
  • the refrigerant compressor is thus an electromotive refrigerant compressor (eKMV).
  • the electric machine is, for example, a brushless DC motor (BLDC).
  • the refrigerant compressor in particular the electric machine, electrically contacted with an electrical system of the motor vehicle contacted and / or operated with an electrical voltage of a few volts up to 1000V / operable, in particular with an electrical voltage of 12V, 24V, 48V, 288V, 450V, 650V or 830V.
  • a refrigerant is compressed during operation.
  • the cold agent is for example a chemical refrigerant, such as R134a or R1234yf.
  • the refrigerant is CO2.
  • the element is designed in such a way that the respective refrigerant can be compressed by means of which the pressure increases between 5 bar and 20 bar, for example.
  • the refrigerant compressor is in particular a component of a refrigeration cycle which, for example, serves to air-conditioning an interior space or to cool an energy store of the motor vehicle, such as a high-voltage battery.
  • the electromotive refrigerant compressor is signal technically coupled to a bus system, in particular a LIN or CAN bus.
  • the electric machine has a stator with an electrical coil, in particular a number of electrical coils, which are combined into a number of electrical phases. Furthermore, the electric machine comprises an electronics compartment and a printed circuit board arranged therein. Within the electronics compartment, a first terminal is fixedly held, which is electrically contacted with the electric coil, and which is konta kitten by means of a pliable contact element electrically with a second terminal of the circuit board. The second terminal is electrically contacted with a bridge circuit of the printed circuit board. In particular, the bridge circuit is the energization of the electric coil, or the electrical phase.
  • the bridge circuit preferably has a number of bridge branches corresponding to the number of electrical coils / phases.
  • the number of bridge branches is equal to the number of electrical phases and / or an integer multiple of the number of electrical coils.
  • Each bridge branch is assigned, for example, a DC link capacity.
  • Each bridge branch in particular has two series-connected semiconductor switches, in particular power semiconductor switches.
  • the power semiconductor switches are provided and arranged to switch an electric current with a current of at least A, 2A, 5A or 10A.
  • the power semiconductor switches are preferably IGBTs or field effect transistors (FETs), in particular directFETs.
  • FETs field effect transistors
  • two power semiconductor switches are connected in parallel to one another, so that each bridge branch has four such power semiconductor switches includes. In this way, an electric current carried by the respective power semiconductor switch is reduced, which reduces manufacturing costs.
  • the refrigerant compressor is suitably a component of a refrigerant circuit with an (air) condenser, as well as with an evaporator, and with the refrigerant compressor.
  • the condenser is fluidly connected between the refrigerant compressor and the evaporator.
  • the refrigerant circuit comprises a further heat exchanger, which is connected between the evaporator and the refrigerant compressor, and which is preferably thermally contacted with another component of the motor vehicle, such as a blower line of an air conditioner or an energy storage, such as a high-voltage energy storage.
  • the refrigerant circuit is filled in particular with a refrigerant, for example a chemical refrigerant, such as R134a, R1234yf, or with CO2.
  • a pressure of the refrigerant is increased during operation, which is subsequently passed to the condenser, which is preferably in thermal contact with an environment of the motor vehicle.
  • a temperature equalization of the refrigerant to the ambient temperature or at least a decrease in the temperature of the refrigerant is provided.
  • the refrigerant With the downstream evaporator, the refrigerant is expanded, which is why the temperature of the refrigerant is further reduced.
  • the downstream further heat exchanger is transferred from the thermally contacted with the other heat exchanger component thermal energy to the refrigerant, resulting in a cooling of the component and heating of the refrigerant.
  • the heated refrigerant is preferably supplied again to the refrigerant compressor for closing the refrigerant circuit.
  • FIG. 1 shows schematically a motor vehicle with a refrigerant compressor
  • 3 is a plan view of a circuit board
  • FIG. 10 is a perspective view of one of the attached to a second terminal pliable contact elements.
  • Fig. 1 is a simplified simplified representation of a motor vehicle 2 with two front wheels 4 and two rear wheels 6. At least two of the wheels 4, 6 are driven by means of a main drive not shown in detail, for example an internal combustion engine, an electric motor or a combination thereof.
  • the motor vehicle 2 comprises a refrigerant circuit 8, which is part of an air conditioning system.
  • the refrigerant circuit 8 is filled with a refrigerant 10, for example CO2, R1234yf or R134a.
  • eKMV electroactive refrigerant compressor
  • the refrigerant 10 is compressed and fed to a fluid-technically downstream capacitor 14, which is acted upon by ambient air, which leads to a decrease in temperature of the refrigerant 10.
  • the pressure and thus the temperature of the refrigerant 10 is lowered by means of a downstream evaporator 16, which comprises a further heat exchanger not shown in detail, which is thermally coupled to a fan line of the air conditioner.
  • the fan line promotes cooled air in an interior of the motor vehicle 2 as a function of a user setting.
  • the electromotive refrigerant compressor 12 is signal-coupled by means of a bus system 18, which is a CAN bus system or a Lin bus system, to a motor vehicle controller 20, such as an on-board computer.
  • a bus system 18 which is a CAN bus system or a Lin bus system
  • a motor vehicle controller 20 such as an on-board computer.
  • the onboard network 22 further includes a securing device 26, by means of which an electric current flow between the battery 24 and the refrigerant compressor 12 can be prevented.
  • the securing device 26 for example, a load and / or circuit breaker.
  • the safety device 26 is connected by means of the bus system 18 signal technology with the motor vehicle control 20 so that actuated by means of the motor vehicle control 20 of the load or circuit breaker and thus the electric current flow can be prevented.
  • the electric motor 30 is a brushless DC motor (BLDC) and has a cylindrical rotor 32 which is circumferentially surrounded by a hollow cylindrical stator 34.
  • the stator 34 has a number of electrical coils 35, in the example shown, twelve electric coils 35.
  • the rotor 32 includes a number of permanent magnets and is rotatably mounted about the axis of rotation 28 by means of a shaft 36.
  • a compressor head 38 is connected non-rotatably on the free end, for example a scroll compressor.
  • the stator 34 is energized by means of an electronics 40 of the electric motor 30, which is connected to the bus system 18 and the vehicle electrical system 22.
  • the stator 34, the rotor 32, the compressor head 38 and the electronics 40 are arranged in a housing 42 made of an aluminum die cast, which has a substantially hollow cylindrical shape and is concentric with the axis of rotation 28.
  • the housing 42 comprises an inlet 44 via which the refrigerant 10 enters the housing 42 and is sucked along the rotor 32 / stator 34 to the compressor head 38, by means of which an increase in pressure takes place.
  • the compressed by means of the compressor head 38 refrigerant 10 is conveyed by means of a drain 46 from the housing 34.
  • the housing 42 comprises a housing wall 48, by means of which an electronics compartment 50 is delimited and separated from the portion of the housing 42 through which the refrigerant 10 flows.
  • each first connection 52 is located within the portion of the housing 42 through which the refrigerant flows. This end of the respective first connection 52 is electrically contacted with one of the electrical coils 35 of the stator. The remaining end of each first terminal 52 is disposed inside the electronics compartment 50.
  • the first terminals 52 are attached to the housing wall 48, wherein the area between the first terminals 52 and the housing wall 48 is designed pressure-tight. Also, in this case, an electrical insulation of the first terminals 52 of the housing wall 48. Due to the embedding within the housing wall 48, the first terminals 52 are held stationary.
  • the electronics compartment 50 comprises a housing made of a metal housing cover 54 which is releasably secured by screws to other components of the electronics compartment 50, and which closes an opening of the electronics compartment 50 .
  • the electronics 40 has a printed circuit board 56 and a further printed circuit board 58, which are arranged one above the other in the axial direction.
  • the printed circuit board 56 is arranged in a plane parallel to the housing wall 48 and parallel to the housing cover 54 and parallel to the other printed circuit board 56.
  • the printed circuit board 56 is positioned between the further printed circuit board 58 and the housing wall 48.
  • the arrangement of the housing cover 54, the printed circuit board 56, the further printed circuit board 58 and the housing wall 48 is a sandwich construction.
  • the housing wall 48 has a dome 60 which is parallel to the axis of rotation 28 and through which the axis of rotation 28 extends.
  • the cylindrical dome 60 the is integral with other components of the housing wall 48 is formed to form a clearance within a recess 62 of the circuit board 56.
  • the dome 60 thus protrudes through the circuit board 56, and the dome 60 is spaced from the other circuit board 58.
  • spacer elements 64 are further connected, one of which is shown in Fig. 2 by way of example.
  • the spacers 64 are cylindrical pins, which consist of a
  • Ceramic material are created, and which are arranged parallel to the rotation axis 28 and on a circular path around the dome 60 around.
  • the circuit board 56 rests on the facing free ends 66 of the spacers 64, and is not attached to these.
  • the spacer elements 64 By means of the spacer elements 64, the circuit board 56 is spaced from the housing wall 48, wherein the distance is about 1 mm.
  • On the opposite side of the spacer elements 64 of the printed circuit board 56 are arranged in a variant of the invention unspecified further holding elements which press the circuit board 56 in this area against the free end 66.
  • axial forces are introduced in the assembly of the circuit board 56 in the electronics compartment 50 quasi just selectively directly into the housing wall 48.
  • the circuit board 56 is held in the radial direction, ie perpendicular to the axis of rotation 28 only by means of the dome 60, wherein a displacement of the circuit board 56 is parallel to the rotation axis 58 by a certain amount possible.
  • the circuit board 56 is floating. This mounting of the printed circuit board 56 prevents mechanical stresses due to expected deformation of the housing wall 48, in particular deformations parallel to the axis of rotation 28 (axial direction) due to the pressure difference between the low pressure region within the region of the housing 42, in which the stator 34 is arranged, on the one hand and the Atmospheric pressure within the electronics compartment 50 on the other hand.
  • the circuit board 56 is shown in perspective in FIG. 3 in a plan view and in FIG. 4 in a bottom view from the side of the housing wall 48.
  • the printed circuit board 56 has a bridge circuit 70 with six bridge branches 72 connected in parallel to one another. Parallel to the bridge branches 72 a buffer capacity 74 is connected in each case with three electrolytic capacitors 76. The two Electrodes of each buffer capacitor 74 are routed against a positive pole and a negative pole, which form substantially a DC side of the bridge circuit 70. The DC side is electrically connected via the on-board network 22 to the battery 24.
  • Each of the bridge branches 72 has four semiconductor switches 78.
  • the semiconductor switches 78 are DirectFETs, ie field-effect transistors. Two of the semiconductor switches 78 are connected in parallel to each other. The two pairs formed in this way are electrically connected in series with each other, wherein the two terminals of this pair are electrically guided against the positive pole and the negative pole, respectively. Due to the parallel connection of the two semiconductor switches 78 of each pair, an electrical current to be switched by means of the respective semiconductor switch 78 is reduced by substantially half.
  • the printed circuit board 58 also has six second terminals 80 which are located on the side of the printed circuit board 56 facing away from the housing wall 48.
  • Each of the bridge branches 72 is associated with one of the second terminals 80, for which they are electrically contacted by means of a conductor track, not shown.
  • the respective conductor track is in this case electrically contacted between the two pairs of semiconductor switches 78 with the respective bridge branch 72.
  • the second terminals 80 are made of a copper plate and designed substantially dumbbell-shaped and arranged parallel to the housing wall 48. At the free ends are pins which are parallel to the axis of rotation 28, and which are enclosed by a support of the circuit board 56. Between the two dumbbell-like ends of each second terminal 80 is an eyelet 82 of the second terminal 80 with a central recess. The edge of the eyelet 82 covers the edge of an opening 84 of the circuit board 56, which extends therethrough.
  • one of the first connections 52 is in each case electrically contacted with one of the second connections 82 by means of a non-rigid contact element 86 shown in perspective in FIG. 5.
  • the electric romotor 30 six of these limp contact elements 86 on.
  • Each of the pliable contact elements 86 is provided and suitable to carry an electric current of at least 100 A maximum.
  • Each of the pliable contact elements 86 has a rigid first contact portion 88 and a rigid second contact portion 90, both made of copper.
  • a third contact section 92 made of a copper braid is arranged and welded to both the first and the second contact section 88, 92.
  • the first contact section 88 has an eyelet 94 in the form of a recess, which serves to produce a press fit with one of the first connections 52 in each case.
  • the second contact portion 90 has a sleeve 96 in the form of a hollow cylindrical projection and serves to receive a screw 98 or a bolt (FIGS. 7, 8).
  • Figure 6 shows a view into the electronics compartment 50 of the electromotive refrigerant compressor 12. Visible, the first terminals 52, which through the
  • housing wall 48 are guided.
  • a total of six such first terminals 52 are present.
  • one of the pliable contact element 86 is mechanically mechanically connected to one of the first connections 52, for which the respective end of the first connection 52 located inside the electronics compartment 50 is introduced into the eyelet 94 of the first contact section 88 to form a press fit and thus compressed , In this case, an electrical contacting of the first terminal 52 with the respective non-rigid contact element 86 takes place. Only three of these flexible contact elements 86 are visible in FIG. 6, while the contact elements 50 are removed at three further positions, so that the view of the first connections 52 is free, over
  • Fig. 7 the mounting of the circuit board 56 in the electronics compartment 50 is shown.
  • the circuit board 56 is set with the recess 62 on the dome 60 and placed on the spacer elements 64.
  • One of the arranged within the bushing 96 of the second contact portion 90 screws 98 is replaced by a the openings 84 of the circuit board and the eyelet 82 of the second terminals 80 out.
  • the screw head 100 of the screw 98 arranged parallel to the rotation axis 28 abuts indirectly via a first heat-conducting pad 102 or a heat-conducting paste on the housing wall 48 and is supported by means of this.
  • the first heat-conducting pad 102 serves to electrically insulate the screw 98 made of a steel from the housing wall 48 made of aluminum.
  • the bushing 96 is inserted into the opening 84 of the circuit board 56 until it rests against the free end of the eyelet 82 of the second terminal 80.
  • the circumference of the eyelet 96 is thus surrounded by the formation of a clearance fit of the circuit board 56.
  • Screw 98 is provided with a nut, not shown, and consequently the second contact portion 90 and the second terminal 80 screwed together, so mechanically connected to each other. In this case also takes place an electrical contact.
  • a heat dissipation of the second terminal 80 and consequently of the associated bridge branch 72 of the bridge circuit 70 to the housing wall 48 and from there to the refrigerant 10 takes place via the screw 98 and the first heat-conducting pad 102.
  • FIG. 9 three of the pliable contact elements 86 mounted on the second terminals 80 are shown in a view from the housing wall 48. It can be seen that the eyelet 96 has a greater distance from the axis of rotation 28, which leads through the recess 62 of the circuit board 56, as the eyelet 94 of the pliable contact element 86. Consequently, the first terminal 52 has a smaller distance from the rotation axis 28 than As a result, the second terminal 80 and the respective bridge branches 72 occupy a comparatively large distance from the axis of rotation 28, for which reason a heat dissipation from the bridge circuit 70 to the housing 30 is improved.
  • each bridge branch 72 can be seen, wherein four of these groups of four are shown covered by a second planteleitpads 104.
  • the second heat-conducting pads 104 are located in the assembly ge state on the housing wall 48, and via which a dehumidification of the semiconductor switch 78 takes place.
  • At the center of each of these groups of four is the support point of the printed circuit board 56 on the respective spacer 64, which are arranged on a circular line around the recess 72 of the printed circuit board 56 around.
  • the surface of the second politiciansleitpads 104 is greater than that of the group of four of the semiconductor switch 78, so that the second réelleleitpads 04 edge also overlap copper tracks or copper surfaces for power management and abut against this. This allows good heat dissipation (heat dissipation) from the circuit board 56 to the housing wall 48th
  • FIG. 10 shows in perspective from the side of the housing cover 94 the pliable contact element 86 which is fastened to the second connection 80.
  • Other components of the circuit board 56 are omitted. It can clearly be seen that the bush 96 abuts the end of the eyelet 82 of the second terminal 80.
  • the second terminal 80 is electrically contacted by means of conductor tracks not shown in detail with the semiconductor switches 74 of one of the bridge branches 72, which are covered by the second sauceleitpads 104. Centered between the semiconductor switches 78, the free end 66 of one of the spacer elements 64 is arranged. Due to the flexible third contact portion 92, a movement of the second terminal 80 with respect to the first terminal 52 is enabled, which is rigidly connected to the first contact portion 88 of the flexible contact member 86 mechanically.

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Abstract

The invention relates to an electric machine (30) of a motor vehicle (2), in particular a refrigerant compressor (12), comprising a electronic unit compartment (50) and a printed circuit board (56) arranged inside the electronic unit compartment (50), and a first connection (52) that is fixedly maintained inside the electronic unit compartment and is in electric contact with an electric coil (35) of a stator (34). The first connection (52) is in electric contact with a second connection element (80) of the printed circuit board (56) by means of a flexible contact element (86) which is in electric contact with a bridge circuit (70). The invention further relates to a refrigerant compressor (12) of a motor vehicle (2), comprising said electric machine (30).

Description

Beschreibung  description
Elektrische Maschine  Electric machine
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektronikfach, und mit einer darin angeordneten Leiterplatte. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise ein Elektromotor und geeigneterweise ein Bestandteil eines Kältemittelverdichters. Die Erfindung betrifft ferner einen Kaltemittelverdichter mit einer derartigen elektrischen Maschine. The invention relates to an electrical machine of a motor vehicle, with an electronics compartment, and with a printed circuit board arranged therein. The electric machine is preferably an electric motor and suitably a component of a refrigerant compressor. The invention further relates to a refrigerant compressor with such an electric machine.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Klimaanlage auf, mittels derer eine Temperierung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs erfolgt. Bei mittels eines Elektromotors angetriebenen Kraftfahrzeugen werden die benötigten Energiespeicher, wie eine Hochvoltbatterie, mittels einer Klimaanlage gekühlt. Die Klimaanlage weist einen Kältemittelkreislauf auf, der einen Kältemittelverdichter und diesem nachgeschaltet einen Kondensator sowie diesem fluidtechnisch nachgeschaltet einen Verdampfer umfasst. Diesem ist fluidtechnisch ein weiterer Wärmetauscher nachgeschaltet, der in thermischem Kontakt mit etwaigen Energiezellen des Hochvoltenergiespeichers oder mit einer Gebläseleitung ist, die in den Innenraum des Kraftfahrzeugs führt. Der Kältekreislauf ist mit einem Kältemittel befüllt, wie R134a, R1234yf oder CO2. Motor vehicles usually have an air conditioner, by means of which a temperature control of an interior of the motor vehicle takes place. When powered by an electric motor vehicles, the required energy storage, such as a high-voltage battery, cooled by an air conditioner. The air conditioning system has a refrigerant circuit, which includes a refrigerant compressor and downstream of a condenser and this fluidly downstream of an evaporator. This is fluidly connected downstream of another heat exchanger, which is in thermal contact with any energy cells of the high-voltage energy storage or with a fan line, which leads into the interior of the motor vehicle. The refrigeration cycle is filled with a refrigerant, such as R134a, R1234yf or CO2.
Bei Betrieb wird mittels des Kältemittelverdichters ein Druck des Kältemittels erhöht, was zu einer Temperaturerhöhung des Kältemittels führt. Dieses wird zu dem Kondensator geleitet, der in thermischem Kontakt mit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs ist. Hierbei erfolgt eine Temperaturerniedrigung des Kältemittels, welches in dem nachgeschalteten Verdampfer wiederum auf den ursprünglichen Druck entspannt wird, weshalb die Temperatur des Kältemittels weiter verringert wird. In dem nachgeschalteten Wärmetauscher wird von dem mit dem Wärmetau- scher thermisch kontaktierten Bauteil thermische Energie auf das Kältemittel übertragen, was zu einer Abkühlung des Bauteils und einer Erwärmung des Kältemittels führt. Das erwärmte Kältemittel wird zum Schließen des Kältemittelkreislaufs erneut dem Kältemittelverdichter zugeführt. During operation, a pressure of the refrigerant is increased by means of the refrigerant compressor, which leads to an increase in the temperature of the refrigerant. This is conducted to the condenser, which is in thermal contact with an environment of the motor vehicle. Here, a temperature reduction of the refrigerant, which is in turn relaxed in the downstream evaporator to the original pressure, which is why the temperature of the refrigerant is further reduced. In the downstream heat exchanger, the heat exchanger with the heat exchanger shear thermally contacted component thermal energy transferred to the refrigerant, resulting in a cooling of the component and a heating of the refrigerant. The heated refrigerant is again supplied to the refrigerant compressor for closing the refrigerant cycle.
Der Kältemittelverdichter wird üblicherweise mittels eines Riemenantriebs von einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben und weist einen Verdichterkopf auf, der beispielsweise ein Scrollverdichterkopf ist. Sofern die Klimaanlage ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs ist, das keine Verbrennungskraftmaschine umfasst, weist der Kältemittelverdichter einen Elektromotor auf, mittels dessen der Verdichterkopf angetrieben ist. Hierbei wird die Drehzahl des Antriebs und somit die Kühlleistung der Klimaanlage anhand einer Temperatureinstellung eines Benutzers des Kraftfahrzeugs oder einer realisierten Temperatur der Hochvoltbatterie eingestellt. The refrigerant compressor is usually driven by a belt drive from an internal combustion engine of the motor vehicle and has a compressor head, which is for example a scroll compressor head. If the air conditioning system is a component of a motor vehicle that does not include an internal combustion engine, the refrigerant compressor has an electric motor, by means of which the compressor head is driven. Here, the rotational speed of the drive and thus the cooling capacity of the air conditioner is adjusted based on a temperature setting of a user of the motor vehicle or a realized temperature of the high-voltage battery.
Der Elektromotor ist meist bürstenlos ausgestaltet, wobei die einzelnen elektrischen Spulen mittels einer Brückenschaltung einer Leiterplatte bestromt werden. Hierbei sind elektrischen Spulen des Elektromotors beispielsweise mittels Messerund Gabelkontakten mit Leiterbahnen der Leiterbahnen elektrisch kontaktiert, die wiederum mit der Brückenschaltung elektrisch kontaktiert sind. Diese weist Halbleiterschalter auf, die mittels einer PWM-Ansteuerung betätigt werden. Bei einer hohen Leistungsanforderungen und vergleichsweise kleinen Drehzahlen sind die resultierenden benötigten elektrischen Ströme vergleichsweise groß. Infolgedessen müssen die Leiterbahnen der Leiterplatte vergleichsweise robust ausgestaltet sein. The electric motor is usually designed brushless, wherein the individual electric coils are energized by means of a bridge circuit of a printed circuit board. In this case, electric coils of the electric motor are electrically contacted, for example by means of blade and fork contacts, with conductor tracks of the conductor tracks, which in turn are electrically contacted with the bridge circuit. This has semiconductor switches which are actuated by means of a PWM control. At high power requirements and comparatively low speeds, the resulting required electrical currents are comparatively large. As a result, the conductor tracks of the circuit board must be made comparatively robust.
Die Leiterplatte ist meist innerhalb eines Elektronikfachs eines Gehäuses des Kältemittelverdichters angeordnet und fest mit dem Gehäuse verbunden, beispielsweise mittels Clipsen oder Schrauben. Sofern unterschiedliche Drücke innerhalb des Gehäuses herrschen, nämlich statorseitig ein Niederdruck und elektronikseitig Atmosphärendruck, kann sich die Gehäusewand axial in das Elektronikfach auswölben. Falls die Leiterplatte an dieser Gehäusewand (Gehäusezwischenwand) befestigt wäre, könnte diese somit beschädigt werden, und/oder ein elektrische Kontakt zwischen der Leiterplatte und den elektrischen Spulen unterbrochen werden. Somit kann diese Gehäusewand nicht zur Befestigung herangezogen werden, obwohl diese eine für eine Kühlung der Leiterplatte am geeignetsten wäre. The printed circuit board is usually arranged within an electronics compartment of a housing of the refrigerant compressor and fixedly connected to the housing, for example by means of clips or screws. If different pressures prevail within the housing, namely a low pressure on the stator side and atmospheric pressure on the electronics side, the housing wall can bulge axially into the electronics compartment. If the circuit board would be attached to this housing wall (housing intermediate wall), this could thus be damaged, and / or an electrical Contact between the circuit board and the electric coils are interrupted. Thus, this housing wall can not be used for mounting, although this one would be most suitable for cooling the circuit board.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs sowie einen besonders geeigneten Kältemittelverdichter eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine anzugeben, wobei insbesondere eine Zuverlässigkeit und vorzugsweise Herstellungskosten reduziert sind. The invention has for its object to provide a particularly suitable electrical machine of a motor vehicle and a particularly suitable refrigerant compressor of a motor vehicle with an electric machine, in particular a reliability and preferably manufacturing costs are reduced.
Hinsichtlich der elektrischen Maschine wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kä Item ittel verd ichters durch die Merkmale des Anspruchs 14 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. With regard to the electric machine, this object is achieved by the features of claim 1 and in terms of the Kä Item ittel compiler by the features of claim 14 according to the invention. Advantageous developments and refinements are the subject of the respective subclaims.
Die elektrische Maschine ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und bevorzugt ein Generator oder ein Elektromotor. Beispielsweise dient der Elektromotor dem Antrieb des Kraftfahrzeugs, welches somit insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug ist. Bevorzugt jedoch ist die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Nebenaggregats des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Verstellan- triebs, wie eines Lenkungsmotors einer sog. Servolenkung, eines elektrischen Fensterhebers oder einer elektrischen Sitzverstellung. Geeigneterweise ist die elektrische Maschine im Montagezustand mit einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch kontaktiert und wird mittels dessen bestromt. Insbesondere ist die elektrische Maschine hierfür geeignet. Beispielswiese ist das Bordnetz des Kraftfahrzeugs ein Niedervoltbordnetz und führt beispielsweise eine elektrische Spannung von 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt. Alternativ hierzu beträgt die elektrische Spannung die bei Betrieb an der elektrischen Maschine anliegt bzw. die das Bordnetz des Kraftfahrzeugs aufweist, 288 Volt, 450 Volt, 650 Volt oder 830 Volt. The electric machine is a component of a motor vehicle and preferably a generator or an electric motor. For example, the electric motor is used to drive the motor vehicle, which is thus in particular an electric vehicle or a hybrid vehicle. However, the electric machine is preferably a component of an auxiliary unit of the motor vehicle, for example a variable drive, such as a steering motor of a so-called power steering, an electric window lifter or an electric seat adjustment. Suitably, the electric machine is electrically contacted in the assembled state with a vehicle electrical system of the motor vehicle and is energized by means of it. In particular, the electric machine is suitable for this purpose. For example, the vehicle electrical system of the motor vehicle is a low-voltage on-board electrical system and carries, for example, an electrical voltage of 12 volts, 24 volts or 48 volts. Alternatively, the voltage applied during operation on the electric machine or which has the electrical system of the motor vehicle, 288 volts, 450 volts, 650 volts or 830 volts.
Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Kältemittelverdichters, der somit ein elektromotorischer Kältemittelverdichter ist. Der elektromotorische Kältemittelverdichter ist insbesondere ein Bestandteil eines Käl- temittelkreislaufs des Kraftfahrzeugs, mittels dessen bei Betrieb beispielsweise eine Temperierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs und/oder eine Abkühlung eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs erfolgt. Insbesondere umfasst der elektromotorische Kältemittelverdichter einen Verdichterkopf, beispielsweise einen Scroll-Verdichter. Besonders bevorzugt wird mittels des elektromotorischen Kältemittelverdichters ein Kältemittel verdichtet, zum Beispiel ein chemisches Kältemittel, wie R134a oder R1234yf. Alternativ wird als Kältemittel CO2 herangezogen. Particularly preferably, the electric machine is a component of a refrigerant compressor, which is thus an electromotive refrigerant compressor. The electromotive refrigerant compressor is in particular a component of a refrigeration system. temittelkreislaufs of the motor vehicle, by means of which, for example, a temperature of the interior of the motor vehicle and / or cooling of an energy storage of the motor vehicle takes place during operation. In particular, the electromotive refrigerant compressor comprises a compressor head, for example a scroll compressor. Particularly preferably, a refrigerant is compressed by means of the electromotive refrigerant compressor, for example a chemical refrigerant, such as R134a or R1234yf. Alternatively, CO2 is used as the refrigerant.
Die elektrische Maschine ist bevorzugt bürstenlos ausgestaltet und insbesondere ein bürstenloser Elektromotor, beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Die elektrische Maschine weist somit zumindest eine elektrische Spule auf, mittels derer zumindest teilweise ein Elektromagnet gebildet ist. Die elektrische Spule (Wicklung, Motor- bzw. Phasenwicklung, Drehfeldwicklung) ist ein Bestandteil eines Stators der elektrischen Maschine. Vorzugsweise umfasst der Stator eine Anzahl derartiger elektrischer Spulen, beispielsweise zwei, drei, sechs, zwölf, , wobei die elektrischen Spulen vorzugsweise zu elektrischen Phasen der elektrischen Maschine verschaltet sind, wofür diese geeignet miteinander in einer Parallel- oder Reihenschaltung elektrisch kontaktiert sind. Die elektrischen Phasen selbst sind insbesondere miteinander in einer Dreiecks- oder Sternschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine dreiphasig, sechsphasig oder zwölfphasig ausgestaltet. The electric machine is preferably designed brushless and in particular a brushless electric motor, such as a brushless DC motor (BLDC). The electrical machine thus has at least one electrical coil, by means of which at least partially an electromagnet is formed. The electrical coil (winding, motor or phase winding, rotating field winding) is a component of a stator of the electric machine. Preferably, the stator comprises a number of such electrical coils, for example, two, three, six, twelve, wherein the electrical coils are preferably connected to electrical phases of the electric machine, for which they are electrically contacted with each other in a parallel or series connection. The electrical phases themselves are in particular electrically connected to one another in a triangular or star connection. Preferably, the electric machine is designed in three-phase, six-phase or twelve-phase.
Die Bestromung der elektrischen Spule bzw. der Abgriff der an der elektrischen Spule anliegenden elektrischen Spannung erfolgt mittels einer Leiterplatte, die insbesondere ein Bestandteil einer Elektronik ist. Hierbei ist die elektrische Spule mit einer Brückenschaltung der Leiterplatte elektrisch kontaktiert. Die Leiterplatte weist vorzugsweise einen Träger auf, der insbesondere aus einem Gewebe, beispielsweise einem Glasfasergewebe, oder Papier erstellt ist, welche vorzugsweise mittels einer Matrix umgeben sind, die beispielsweise Epoxid ist oder dieses zumindest umfasst. Insbesondere sind an dem Träger Leiterbahnen angebunden und/oder darin eingebettet. Die Leiterbahnen selbst sind beispielsweise aus einem Kupfer erstellt. Die Brückenschaltung weist vorzugsweise vier, sechs oder zwölf Brückenzweige auf und ist folglich eine B4-, B6- bzw. B12-Schaltung. Jeweils zwei Brückenzweige sind einer der elektrischen Phasen der elektrischen Maschine zugeordnet, und/oder die Brückenschaltung ist vorzugsweise gegen eine Gleichstromseite geführt, die insbesondere mit dem Bord netz elektrisch kontaktiert ist. Jeder der Brückenzweige weist insbesondere ein Halbleiterbauelement auf, insbesondere einen Halbleiterschalter, und vorzugsweise einen Leistungshalbleiterschalter. Insbesondere ist mit der Leiterplatte eine Leistungselektronik bereitgestellt oder die Leiterplatte ist ein Bestandteil der Leistungselektronik. The energization of the electrical coil or the tap of the voltage applied to the electrical coil electrical voltage by means of a printed circuit board, which is in particular a part of an electronic system. Here, the electrical coil is electrically contacted with a bridge circuit of the circuit board. The printed circuit board preferably has a carrier, which is made in particular of a woven material, for example a glass fiber fabric, or paper, which are preferably surrounded by a matrix which is, for example, epoxide or at least comprises it. In particular, conductor tracks are connected to and / or embedded in the carrier. The interconnects themselves are made for example of a copper. The bridge circuit preferably has four, six or twelve bridge branches and is thus a B4, B6 or B12 circuit. Two bridge branches are each associated with one of the electrical phases of the electrical machine, and / or the bridge circuit is preferably guided against a DC side, which is in particular electrically contacted with the on-board network. In particular, each of the bridge branches has a semiconductor component, in particular a semiconductor switch, and preferably a power semiconductor switch. In particular, a power electronics is provided with the circuit board or the circuit board is part of the power electronics.
Die elektrische Maschine weist ein Elektronikfach auf, welches beispielsweise ein Bestandteil eines Gehäuses der elektrischen Maschine ist. Insbesondere ist das Gehäuse/ Elektronikfach aus einem Metall gefertigt, beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Vorzugsweise ist das Gehäuse als Druckgussteil erstellt. Innerhalb des Elektronikfachs ist die Leiterplatte angeordnet, wobei sich der Stator, und insbesondere die elektrische Spule, außerhalb des Elektronikfachs befindet. Insbesondere ist die Leiterplatte parallel zur Gehäusewand angeordnet. Das Elektronikfach selbst ist im Montagezustand vorzugsweise luft- und druckdicht, weswegen eine Beschädigung der Leiterplatte im Wesentlichen ausgeschlossen ist. The electric machine has an electronics compartment, which is for example a part of a housing of the electrical machine. In particular, the housing / electronics compartment is made of a metal, for example aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the housing is created as a die-cast part. Within the electronics compartment, the circuit board is arranged, wherein the stator, and in particular the electrical coil, is located outside the electronics compartment. In particular, the circuit board is arranged parallel to the housing wall. The electronics compartment itself is preferably airtight and pressure-tight in the assembled state, which is why damage to the printed circuit board is essentially ruled out.
Die elektrische Maschine weist einen ersten Anschluss auf, der elektrisch mit der elektrischen Spule des Stators kontaktiert ist. Beispielsweise ist der erste Anschluss einstückig mit der elektrischen Spule. Hierbei ist mittels eines Endes der elektrischen Spule vorzugsweise der erste Anschluss gebildet. Alternativ ist der erste Anschluss ein separates Bauteil, welches mit der elektrischen Spule elektrisch kontaktiert ist, insbesondere direkt, und vorzugsweise an dieser mechanisch angebunden ist, beispielsweise angelötet oder angeschweißt. Besonders bevorzugt ist der erste Anschluss direkt mit der elektrischen Spule kontaktiert. Der erste Anschluss stellt somit vorzugsweise einen Phasenanschluss dar, also einen Anschluss an eine der elektrischen Phasen des Stators, sofern die elektrische Maschine mehrere Phasen aufweist. Der erste Anschluss ist innerhalb des Elektro- nikfachs ortsfest gehalten. Beispielsweise ist der erste Anschiuss an einer Wand des Elektronikfachs befestigt. Mittels des ersten Anschlusses erfolgt somit eine elektrische Kontaktierung durch eine Wand des Elektronikfachs, wobei sich zumindest ein Abschnitt des ersten Anschlusses sich ortsfest an einer definierten, bestimmten Position innerhalb des Elektronikfachs befindet. Der erste Anschiuss ist insbesondere Starr an einer Gehäusewand des Elektronikfachs befestigt. The electric machine has a first terminal that is electrically contacted with the electrical coil of the stator. For example, the first terminal is integral with the electrical coil. In this case, the first connection is preferably formed by means of one end of the electrical coil. Alternatively, the first terminal is a separate component, which is electrically contacted with the electrical coil, in particular directly, and preferably mechanically connected to this, for example, soldered or welded. Particularly preferably, the first connection is contacted directly with the electrical coil. The first connection thus preferably represents a phase connection, that is to say a connection to one of the electrical phases of the stator, provided that the electrical machine has a plurality of phases. The first connection is inside the electrical nikfachs kept stationary. For example, the first Anschiuss is attached to a wall of the electronics compartment. By means of the first connection thus takes place electrical contacting through a wall of the electronics compartment, wherein at least a portion of the first terminal is located fixed to a defined, specific position within the electronics compartment. The first Anschiuss particular rigid is attached to a housing wall of the electronics compartment.
Der erste Anschiuss ist mittels eines biegeschlaffen Kontaktelements mit einem zweiten Anschiuss elektrisch kontaktiert, wobei der zweite Anschiuss ein Bestandteil der Leiterplatte ist. Der zweite Anschiuss selbst ist mit der Brückenschaltung der Leiterplatte elektrisch kontaktiert, beispielsweise mittels einer Leiterbahn. Der zweite Anschiuss ist vorzugsweise starr mit weiteren Bestandteilen der Leiterplatte verbunden, insbesondere an dem Träger der Leiterplatte. Das biegeschlaffe Kontaktelement ist flexibel ausgestaltet, weswegen die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschiuss im Wesentlichen flexibel ist. Aufgrund des biegeschlaffen Kontaktelements ist ein Längen- und/oder Zugausgleich zwischen dem ersten Anschiuss und dem zweiten Anschiuss ermöglicht. Das biegeschlaffe Kontaktelement ist insbesondere geeignet, vorzugsweise vorgesehen, elektrische Ströme mit mehr als 100 Ampere, 150 Ampere oder 200 Ampere zu tragen, wobei die Stromtragfähigkeit beispielsweise geringer als 1 .000 Ampere, 900 Ampere oder 800 Ampere ist. The first Anschiuss is electrically contacted by means of a pliable contact element with a second Anschiuss, wherein the second Anschiuss is a part of the circuit board. The second Anschiuss itself is electrically contacted with the bridge circuit of the circuit board, for example by means of a conductor track. The second Anschiuss is preferably rigidly connected to other components of the circuit board, in particular on the support of the circuit board. The pliable contact element is designed to be flexible, which is why the electrical connection between the first and second Anschiuss is substantially flexible. Due to the pliable contact element a length and / or train compensation between the first Anschiuss and the second Anschiuss is possible. The pliable contact element is particularly suitable, preferably designed to carry electrical currents of more than 100 amps, 150 amps or 200 amps, the current carrying capacity, for example, less than 1, 000 amps, 900 amps or 800 amps.
Der erste und der zweite Anschiuss sind vorzugsweise starr an weiteren Bestandteilen der elektrischen Maschine angebunden, insbesondere an einer The first and second Anschiuss are preferably rigidly connected to other components of the electrical machine, in particular at one
Gehäusewand des Elektronikfachs bzw. an der Leiterplatte. Aufgrund des biegeschlaffen Kontaktelements ist bei einer Bewegung dieser beiden Bauteile zueinander bei Betrieb ein Toleranzausgleich geschaffen, weswegen auch im ungünstigsten Fall stets eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen gewährleistet ist, beispielsweise falls eines der beiden Bauteile aufgrund eines Drucks oder einer Wärmeeinfuhr im Vergleich zu dem jeweils anderen Bauteile verformt wird. Auch ist bei der Montage ein Toleranzausgleich vorhanden, weswegen die einzelnen Bauteile mit einer vergleichsweise großen Fertigungstoleranz gefertigt werden können, was Herstellungskosten reduziert. Zudem ist es ermög- licht, die Leiterplatte innerhalb des Elektronikfachs zu positionieren, in dem eine vergleichsweise effiziente Kühlung vorherrscht, weswegen die Leiterplatte, insbesondere der Brückenschaltung, mit elektrischen oder elektronischen Bauelementen gefertigt werden kann, die eine vergleichsweise niedrige maximale Betriebstemperatur aufweisen. Housing wall of the electronics compartment or on the circuit board. Due to the pliable contact element a tolerance compensation is created during movement of these two components to each other during operation, which is why even in the worst case always an electrical connection between the two terminals is ensured, for example, if one of the two components due to pressure or heat input compared to the each other components is deformed. Also, a tolerance compensation is present during assembly, which is why the individual components can be manufactured with a comparatively large manufacturing tolerance, which reduces manufacturing costs. It is also possible light, to position the circuit board within the electronics compartment, in which a comparatively efficient cooling prevails, why the circuit board, in particular the bridge circuit, can be made with electrical or electronic components having a comparatively low maximum operating temperature.
Der Stator ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet und beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet. Das Elektronikfach befindet vorzugsweise stirnseitig des hohlzylindrischen Stators. Insbesondere umgibt der Stator umfangsseitig einen Rotor, der ebenfalls innerhalb des Gehäuses positioniert und um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Der Rotor selbst weist beispielsweise eine Anzahl an Permanentmagneten auf. Bei Betrieb der elektrischen Maschine als Elektromotor wird insbesondere die elektrische Spule, vorzugsweise die Anzahl der elektrischen Spulen, mittels der Leiterplatte bestromt, sodass ein drehendes Magnetfelds bereitgestellt wird. Mittels einer magnetischen Wechselwirkung zwischen dem/den Permanentmagneten des Rotors und dem/den Elektromagneten des Stators, der/die mittels der elektrischen Spule(n) gebildet ist/sind, wird der Rotor in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse versetzt. An den Rotor ist beispielsweise ein Verdichterkopf angebunden, sofern die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Kältemittelverdichters ist. Vorzugsweise befindet sich der Verdichterkopf auf der dem Elektronikfach gegenüberliegenden Seite des Stators. The stator is preferably arranged within the housing and designed, for example, substantially hollow cylindrical. The electronics compartment is preferably located on the front side of the hollow cylindrical stator. In particular, the stator circumferentially surrounds a rotor, which is also positioned within the housing and rotatably mounted about a rotation axis. The rotor itself has, for example, a number of permanent magnets. When operating the electric machine as an electric motor, in particular the electrical coil, preferably the number of electrical coils, is energized by means of the printed circuit board, so that a rotating magnetic field is provided. By means of a magnetic interaction between the permanent magnet (s) of the rotor and the electromagnet (s) of the stator (s) formed by the electrical coil (s), the rotor is set in rotation about the axis of rotation. For example, a compressor head is connected to the rotor if the electric machine is part of a refrigerant compressor. Preferably, the compressor head is located on the opposite side of the electronics compartment of the stator.
Vorzugsweise ist der erste Anschiuss durch eine Gehäusewand geführt. Mit anderen Worten befindet sich ein Ende des ersten Anschlusses innerhalb des Elektronikfachs, und ein weiteres Ende des ersten Anschlusses befindet sich außerhalb des Elektronikfachs, wobei diese beiden Bereiche mittels der Gehäusewand getrennt sind. Hierbei ist die elektrische Spule vorzugsweise an dem sich außerhalb des Elektronikfachs befindenden Ende des ersten Anschlusses angebunden. Aufgrund der Durchführung durch die Gehäusewand ist der erste Anschiuss stabil gehalten, und eine elektrische Kontaktierung ist vereinfacht. Zweckmäßigerweise liegt der erste Anschiuss form- und/oder kraftschlüssig innerhalb einer Aussparung der Gehäusewand ein. Insbesondere ist zwischen dem ersten Anschiuss und der Gehäusewand eine druckdichte Abdichtung vorhanden. Infolgedessen ist es ermöglicht, das Elektronikfach druckdicht auszugestalten, weswegen eine etwaige Beschädigung oder Verschmutzung der Leiterplatte unterbunden ist. Insbesondere verläuft der erste Anschluss in Axialrichtung, und die Gehäusewand ist im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung angeordnet, also parallel zu der Rotationsrichtung. Geeigneterweise liegt das biegeschlaffe Kontaktelement zumindest abschnittsweise mittels eines (ersten) Wärmeleitpads an der Gehäusewand an. Auf diese Weise ist eine Wärmeabfuhr von dem biegeschlaffen Kontaktelement zur Gehäusewand ermöglicht. Zudem ist mittels des (ersten) Wärmeleitpads eine elektrische Isolierung gegenüber der Gehäusewand geschaffen. Preferably, the first Anschiuss is guided by a housing wall. In other words, one end of the first terminal is within the electronics compartment, and another end of the first terminal is located outside the electronics compartment, these two areas being separated by means of the housing wall. In this case, the electric coil is preferably connected to the end of the first connection located outside the electronics compartment. Due to the passage through the housing wall of the first Anschiuss is held stable, and an electrical contact is simplified. Conveniently, the first Anschiuss positive and / or non-positively within a recess of the housing wall. In particular, between the first Anschiuss and the housing wall a pressure-tight seal available. As a result, it is possible to design the electronics compartment pressure-tight, which is why any damage or contamination of the circuit board is prevented. In particular, the first connection extends in the axial direction, and the housing wall is arranged substantially perpendicular to the axial direction, that is to say parallel to the direction of rotation. Suitably, the pliable contact element is at least partially by means of a (first) heat-conducting on the housing wall. In this way, heat dissipation from the pliable contact element to the housing wall is made possible. In addition, an electrical insulation with respect to the housing wall is created by means of the (first) Wärmeleitpads.
Zweckmäßigerweise weist das biegeschlaffe Kontaktelement einen starren ersten Kontaktabschnitt und einen starren zweiten Kontaktabschnitt auf. Zwischen dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt ist ein flexibler dritter Kontaktabschnitt angeordnet. Insbesondere sind der erste und der zweite Kontaktabschnitt an dem dritten Kontaktabschnitt angebunden. Folglich wird mittels des dritten Kontaktabschnitts die Biegeschlaffheit des biegeschlaffen Kontaktelements bereitgestellt. Der erste Kontaktabschnitt ist mechanisch an dem ersten Anschluss und der zweite Kontaktabschnitt ist mechanisch an dem zweiten Anschluss angebunden. Insbesondere ist der erste Kontaktabschnitt an dem ersten Anschluss befestigt und der zweite Kontaktabschnitt ist an dem zweiten Anschluss befestigt. Folglich sind der erste und zweite Kontaktabschnitt ebenfalls starr gehalten und die Biegeschlaffheit wird lediglich mittels des dritten Kontaktabschnitts bereitgestellt, mittels dessen folglich ein Toleranzausgleich erfolgen kann. Somit ist einerseits eine Montage vereinfacht, da die jeweils definierten ersten und zweiten Kontaktabschnitte vergleichsweise einfach zu montieren sind. Andererseits ist eine Fertigung des biegeschlaffen Kontaktelements vereinfacht, da mittels des ersten und zweiten Kontaktabschnitts jeweils ein Haltepunkt für etwaige Werkzeuge bereitgestellt ist. Conveniently, the pliable contact element has a rigid first contact portion and a rigid second contact portion. Between the first and second contact portion, a flexible third contact portion is arranged. In particular, the first and second contact portions are connected to the third contact portion. Consequently, by means of the third contact portion, the bending slackness of the pliable contact element is provided. The first contact portion is mechanically connected to the first terminal and the second contact portion is mechanically connected to the second terminal. In particular, the first contact portion is attached to the first terminal and the second contact portion is attached to the second terminal. Consequently, the first and second contact portion are also held rigidly and the Biegeschlaffheit is provided only by means of the third contact portion, by means of which therefore a tolerance compensation can take place. Thus, on the one hand assembly is simplified, since the respectively defined first and second contact portions are relatively easy to assemble. On the other hand, a production of the pliable contact element is simplified, since by means of the first and second contact portion in each case a breakpoint for any tools is provided.
Insbesondere sind der erste und zweite Kontaktabschnitt sowie der dritte Kontaktabschnitt aus einem Metall gefertigt, insbesondere aus dem gleichen Material, was etwaige elektrische Widerstände verringert. Zweckmäßigerweise ist der erste Kontaktabschnitt aus dem gleichen Material wie der erste Anschluss und/oder der zweite Kontaktabschnitt aus dem gleichen Material wie der zweite Anschluss gefertigt, was ebenfalls einen elektrischen Widerstand verringert und folglich einen Wirkungsgrad erhöht. Zweckmäßigerweise ist das biegeschlaffe Kontaktelement vollständig aus Kupfer oder einer Kupferlegierung erstellt. Zumindest jedoch ist der erste Kontaktabschnitt, der zweite Kontaktabschnitt oder der dritte Kontaktabschnitt aus einem Kupfer, also Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt. In einer Alternative hierzu ist das biegeschlaffe Kontaktelement zumindest abschnittsweise aus einem Messing gefertigt, wobei beispielsweise der erste Kontaktabschnitt, der zweite Kontaktabschnitt und/oder der dritte Kontaktabschnitt aus Messing bestehen. In particular, the first and second contact portion and the third contact portion are made of a metal, in particular of the same material, which reduces any electrical resistances. Conveniently, the first Contact portion made of the same material as the first terminal and / or the second contact portion made of the same material as the second terminal, which also reduces electrical resistance and thus increases efficiency. Conveniently, the pliable contact element is made entirely of copper or a copper alloy. However, at least the first contact section, the second contact section or the third contact section is made of a copper, ie copper or a copper alloy. In an alternative to this, the pliable contact element is at least partially made of a brass, wherein, for example, the first contact portion, the second contact portion and / or the third contact portion made of brass.
Beispielsweise ist der dritte Kontaktabschnitt mittels Litzen erstellt. Besonders bevorzugt ist der dritte Kontaktabschnitt aus einem Geflecht gefertigt. Auf diese Weise ist einerseits die geforderte Flexibilität bereitgestellt, wobei aufgrund der miteinander verflochtenen einzelnen Litzen oder dergleichen eine mechanische Stabilität vorhanden ist. Auch ist ein unbeabsichtigtes Auseinanderlösen der einzelnen Litzen voneinander unterbunden, was zu einer etwaigen Lichtbogenausbildung ansonsten führen könnte. Beispielsweise sind die einzelnen, das Geflecht bildenden Litzen miteinander verwoben oder verdrillt. Aufgrund der Ausgestaltung als Geflecht sind hierbei vergleichsweise geringe Induktivitäten vorhanden, weswegen ein Wirkungsgrad der elektrischen Maschine erhöht ist. Insbesondere ist das Geflecht elastisch oder plastisch verformbar, was eine Montage vereinfacht sowie zu einem vergleichsweise sicheren Betrieb führt, wobei auch bei Erschütterungen oder Verformungen des Elektronikfachs stets die elektrische Kontaktierung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss vorhanden ist. Beispielsweise ist das Geflecht ein Kupfergeflecht und folglich aus Kupfer oder einer Kupferlegierung erstellt, was zu einem vergleichsweise geringen elektrischen Widerstand führt. For example, the third contact section is created by means of strands. Particularly preferably, the third contact portion is made of a braid. In this way, on the one hand, the required flexibility is provided, wherein due to the intertwined individual strands or the like a mechanical stability is present. Also, an unintentional separation of the individual strands is prevented from each other, which could otherwise lead to a possible arc formation. For example, the individual, the braid forming strands are interwoven or twisted. Due to the configuration as a braid in this case comparatively small inductances are present, which is why an efficiency of the electric machine is increased. In particular, the braid is elastically or plastically deformable, which simplifies assembly and leads to a comparatively safe operation, wherein even with shock or deformation of the electronics compartment always the electrical contact between the first and the second terminal is present. For example, the braid is a copper braid and thus made of copper or a copper alloy, resulting in a comparatively low electrical resistance.
Insbesondere weist der erste Kontaktabschnitt eine Buchse oder Öse auf. Alternativ hierzu weist der zweite Kontaktabschnitt eine Buchse oder Öse auf. Besonders bevorzugt umfassen sowohl der erste als auch der zweite Kontaktabschnitt die Buchse bzw. Öse. Hierbei dient die Buchse bzw. Öse der Befestigung des jeweiligen Kontaktabschnitts an dem zugeordneten Anschluss. Die Buchse bzw. Öse ist hierbei einer Aussparung bereitgestellt bzw. weist eine Aussparung auf. An der Aussparung greift vorzugsweise ein Befestigungselement an, mittels dessen der jeweilige Kontaktabschnitt mechanisch an dem jeweils zugeordneten Anschluss gehalten ist. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu sind der erste Kontaktabschnitt und der erste Anschluss miteinander verpresst. Beispielsweise ist der erste Kontaktabschnitt und/oder der erste Anschluss plastisch mittels Kraftaufbringung verformt, weswegen der erste Kontaktabschnitt sowie der erste Anschluss sowohl elektrisch als auch mechanisch miteinander kontaktiert und aneinander gehalten sind. Insbesondere wird hierbei die Buchse bzw. Öse verformt. Folglich ist zwischen dem jeweiligen Kontaktabschnitt und dem zugeordneten Anschluss ein Pressfit erstellt, insbesondere zwischen der jeweiligen Buchse. Mit anderen Worten ist zwischen dem ersten Kontaktabschnitt und dem ersten Anschluss erstellt. Infolgedessen sind keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich, und auch die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktabschnitt und dem ersten Anschluss ist mittels des Verpressens erstellt. Folglich sind keine zusätzlichen Fertigungsschritte erforderlich. Dies alles führt zu verringerten Herstellungskosten. In particular, the first contact portion has a socket or eyelet. Alternatively, the second contact portion has a socket or eyelet. Particularly preferably, both the first and the second contact section comprise the Bush or eyelet. Here, the socket or eyelet is the attachment of the respective contact portion to the associated terminal. The bush or eyelet is provided here a recess or has a recess. At the recess preferably engages a fastener, by means of which the respective contact portion is mechanically held at the respective associated terminal. Alternatively or particularly preferably in combination with this, the first contact section and the first connection are pressed together. For example, the first contact portion and / or the first terminal is plastically deformed by means of force application, which is why the first contact portion and the first terminal both electrically and mechanically contacted and held together. In particular, in this case, the bush or eyelet is deformed. Consequently, a press fit is created between the respective contact section and the associated connection, in particular between the respective socket. In other words, it is created between the first contact portion and the first terminal. As a result, no further fastening means are required, and also the electrical connection between the first contact portion and the first terminal is created by means of the pressing. Consequently, no additional manufacturing steps are required. All this leads to reduced production costs.
Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu sind der zweite Kontaktabschnitt und der zweite Anschluss miteinander verschraubt. Insbesondere erfolgt dies mittels einer Schraube oder eines Schraubbolzens, der durch die Buchse bzw. Öse geführt ist. Hierbei ist auf dem Freiende der Schraube bzw. des Schraubbolzens vorzugsweise eine Mutter angeordnet, mittels derer ein Kraft- schluss zwischen zweitem Kontaktabschnitt und dem zweiten Anschluss erstellt ist. Beispielsweise ist der Kopf der Schraube an einer Wand des Gehäuses abgestützt, insbesondere an der Gehäusewand, durch die der erste Anschluss geführt ist, sofern dies der Fall ist. Insbesondere ist die Schraube im Wesentlichen axial angeordnet, weswegen der Kopf in Axialrichtung an der Gehäusewand abgestützt ist. Zwischen dem Schraubenkopf und der Gehäusewand befindet sich vorzugsweise eine elektrische Isolierung, beispielsweise ein Kunststoff, sodass ein elektrischer Kurzschluss zwischen verschiedenen Schrauben unterbunden ist, sofern die elektrische Maschine eine Anzahl derartiger zweiter Kontaktabschnitte und zweiter Anschlüsse aufweist. Zur Fertigung wird besonders bevorzugt zunächst der erste Anschluss innerhalb des Elektronikfachs ortsfest gehalten, wobei dies beispielsweise direkt bei Fertigung des Elektronikfachs erfolgt. Im Anschluss hieran wird insbesondere das biegeschlaffe Kontaktelement in das Elektronikfach eingeführt und der erste Kontaktabschnitt mit dem ersten Anschluss verpresst. Im Anschluss hieran wird die Leiterplatte in das Elektronikfach eingeführt und der zweite Anschluss mit dem zweiten Kontaktabschnitt verschraubt. Insbesondere ist die Schraube bereits in die Buchse bzw. Öse des zweiten Kontaktabschnitts eingeführt, wenn das biegeschlaffe Kontaktelement in das Elektronikfach eingeführt wird. In einer weiteren Alternative ist der erste Kontaktabschnitt mit dem ersten Anschluss verschraubt und/oder der zweite Kontaktabschnitt ist mit dem zweiten Anschluss verpresst. Mit anderen Worten ist zwischen dem zweiten Kontaktabschnitt und dem zweiten Anschluss ein Pressfit erstellt. Alternatively or particularly preferably in combination with this, the second contact section and the second connection are screwed together. In particular, this is done by means of a screw or a bolt which is guided through the bush or eyelet. In this case, a nut is preferably arranged on the free end of the screw or the bolt, by means of which a frictional connection between the second contact section and the second connection is created. For example, the head of the screw is supported on a wall of the housing, in particular on the housing wall, through which the first terminal is guided, if this is the case. In particular, the screw is arranged substantially axially, which is why the head is supported in the axial direction on the housing wall. Between the screw head and the housing wall is preferably an electrical insulation, such as a plastic, so that an electrical short circuit between different screws is prevented, provided that the electric machine has a number of such second contact portions and second terminals. For production, the first connection within the electronics compartment is particularly preferably first held stationary, this being done, for example, directly during production of the electronics compartment. Following this, in particular the pliable contact element is inserted into the electronics compartment and the first contact section is pressed with the first connection. Following this, the printed circuit board is inserted into the electronics compartment and the second connection is screwed to the second contact section. In particular, the screw is already inserted into the socket or eyelet of the second contact portion when the pliable contact element is inserted into the electronics compartment. In a further alternative, the first contact section is screwed to the first terminal and / or the second contact section is pressed to the second terminal. In other words, a pressfit is created between the second contact section and the second connection.
Zusammenfassend erfolgt die mechanische Verbindung und elektrische Kontak- tierung vorzugsweise mittels Schrauben, welche durch die Buchse oder Öse geführt sind. Der zweite Anschluss befindet sich insbesondere auf der dem zweiten Kontaktabschnitt gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte, und die Mutter ist in direktem mechanischem Kontakt mit dem zweiten Anschluss. Der Schraubenkopf hingegen ist auf der Seite der Leiterplatte, auf der sich der zweite Kontaktabschnitt befindet, und der Schraubenkopf ist in direktem mechanischem Kontakt mit dem zweiten Kontaktabschnitt. Der dritte Kontaktabschnitt befindet sich vorzugsweise zwischen der Leiterplatte und der Gehäusewand, an der der erste Anschluss insbesondere angebunden ist. Die Schraube bzw. der Schraubbolzen und/oder die zugeordnete Mutter ist beispielsweise aus einem Stahl erstellt, weswegen eine mechanische Verbindung vergleichsweise stabil ist. In einer Alternative ist die Mutter auf der Seite des dritten Kontaktabschnitts angeordnet, und der Schraubenkopf bzw. Schraubbolzenkopf befindet sich auf der gegenüberliegen- den Seite der Leiterplatte und ist geeigneterweise in direktem mechanischem Kontakt mit dem zweiten Anschluss. In summary, the mechanical connection and electrical contacting is preferably carried out by means of screws which are guided through the bushing or eyelet. In particular, the second terminal is located on the opposite side of the printed circuit board from the second contact section, and the nut is in direct mechanical contact with the second terminal. The screw head, on the other hand, is on the side of the circuit board on which the second contact section is located, and the screw head is in direct mechanical contact with the second contact section. The third contact section is preferably located between the printed circuit board and the housing wall, to which the first terminal is in particular connected. The screw or the bolt and / or the associated nut is made for example of a steel, which is why a mechanical connection is relatively stable. In an alternative, the nut is arranged on the side of the third contact section, and the screw head or bolt head is located on the opposite side. the side of the printed circuit board and is suitably in direct mechanical contact with the second terminal.
Beispielsweise ist der jeweilige Kopf der Schraube bzw. des Schraubbolzens über ein Wärmeleitpad/das (erste) Wärmeleitpad an die Gehäusewand angebunden und/oder liegt über dieses an der Gehäusewand an, wobei das (erste) For example, the respective head of the screw or of the bolt is connected via a heat conducting pad / the (first) heat conducting pad to the housing wall and / or is applied via this to the housing wall, wherein the (first)
Wärmeleitpad beispielsweise ebenfalls der elektrischen Isolation dient. Aufgrund des Wärmeleitpads ist eine Wärmeableitung von der Leiterplatte auf die Thermal pad, for example, also serves the electrical insulation. Due to the Wärmeleitpads is a heat dissipation from the circuit board to the
Gehäusewand ermöglicht, die insbesondere in thermischem Kontakt mit einem Kühlmittel steht, beispielsweise Luft oder dem Kältemittel, falls die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Kältemittelverdichters ist. Hierbei ist die Housing wall allows, in particular, is in thermal contact with a coolant, such as air or the refrigerant, if the electric machine is part of a refrigerant compressor. Here is the
Gehäusewand vorzugsweise aus einem Aluminiummaterial gefertigt. Housing wall preferably made of an aluminum material.
Bevorzugt weist der zweite Kontaktabschnitt einen hohlzylindrischen Vorsprung auf, der innerhalb geeigneterweise zumindest teilweise in einer Öffnung der Leiterplatte angeordnet ist. Insbesondere ist eine Spielpassung zwischen der Leiterplatte und dem hohlzylindrischen Vorsprung erstellt. Aufgrund des hohlzylindrischen Vorsprungs ist der zweite Kontaktabschnitt zumindest teilweise bezüglich der Leiterplatte stabilisiert, sodass ein etwaiges Befestigungselement, wie eine Schraube, lediglich vergleichsweise geringe Kräfte zum Halten des zweiten Kontaktabschnitts am zweiten Anschluss aufbringen muss. Auch ist eine Montage vereinfacht. Insbesondere ist der hohlzylindrische Vorsprung mittels der Buchse realisiert. Beispielsweise wird die Öffnung der Leiterplatte randseitig zumindest teilweise mittels des zweiten Anschlusses überdeckt, weswegen der hohlzylindrische Vorsprung lediglich von einer Seite in die Öffnung eingeführt werden kann. Auch ist auf diese Weise ein Anschlag für den hohlzylindrischen Vorsprung erstellt. Infolgedessen ist der zweite Kontaktabschnitt noch weiter stabilisiert. Preferably, the second contact portion has a hollow cylindrical projection, which is suitably arranged at least partially within an opening of the printed circuit board. In particular, a clearance fit between the circuit board and the hollow cylindrical projection is created. Due to the hollow cylindrical projection of the second contact portion is at least partially stabilized with respect to the circuit board, so that any fastening element, such as a screw, only relatively small forces must apply for holding the second contact portion at the second terminal. Also, an assembly is simplified. In particular, the hollow cylindrical projection is realized by means of the socket. For example, the opening of the printed circuit board is at least partially covered on the edge side by means of the second connection, which is why the hollow cylindrical projection can only be inserted from one side into the opening. Also, a stop for the hollow cylindrical projection is created in this way. As a result, the second contact portion is further stabilized.
Beispielsweise weisen der erste und der zweite Anschluss unterschiedliche Abstände zu der Rotationsachse der elektrischen Maschine auf. Hierbei ist der erste Anschluss vorzugsweise näher an der Rotationsachse angeordnet als der zweite Anschluss. Infolgedessen ist es ermöglicht, eine vergleichsweise große Leiterplatte heranzuziehen, insbesondere sofern die Leiterplatte eine Anzahl zweiter An- Schlüsse aufweist. Somit kann eine vergleichsweise starke Erwärmung der Leiterplatte in lediglich einem einzigen Bereich vermieden werden. Insbesondere ist die Brückenschaltung verteilt auf der Leiterplatte angeordnet, was eine Wärmebelastung der Leiterplatte vergleichmäßigt, weswegen vergleichsweise kostengünstige elektrische oder elektronische Bauteile der Leiterplatte verwendet werden können. Zusammenfassend ist es ermöglicht, dass zumindest Teile der Brückenschaltung einen vergleichsweise großen Abstand zur Rotationsachse aufweisen. Insbesondere ist die Leiterplatte im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet, sodass unterschiedliche Bestandteile der einzelnen Brückenzweige der Brückenschaltung einen vergleichsweise großen Abstand zueinander aufweisen, sofern die Brückenschaltung mehrere derartige Brückenzweige aufweist. Dies führt zu einer vergleichsweise gleichmäßigen Wärmebelastung der Leiterplatte, weswegen einerseits eine punktuelle vergleichsweise starke Wärmebelastung vermieden ist. Andererseits ist eine mechanische Spannung aufgrund unterschiedlicher Ausdehnung aufgrund der variierenden Temperatur ausgeschlossen. Aufgrund des geringeren Abstandes des ersten Anschlusses zur Rotationsachse ist eine Fertigung des Elektromotors vereinfacht. Auch kann ein vergleichsweise kleines Gehäuse für die elektrische Maschine herangezogen werden, sodass eine vergleichsweise kompakte elektrische Maschine bereitgestellt ist. For example, the first and the second terminal at different distances to the axis of rotation of the electric machine. In this case, the first connection is preferably arranged closer to the axis of rotation than the second connection. As a result, it is possible to use a comparatively large printed circuit board, in particular if the printed circuit board has a number of second Has conclusions. Thus, a relatively high heating of the circuit board can be avoided in only a single area. In particular, the bridge circuit is arranged distributed on the circuit board, which makes uniform a heat load on the circuit board, which is why comparatively inexpensive electrical or electronic components of the circuit board can be used. In summary, it is possible that at least parts of the bridge circuit have a comparatively large distance from the axis of rotation. In particular, the circuit board is designed substantially rotationally symmetrical, so that different components of the individual bridge arms of the bridge circuit have a comparatively large distance from each other, if the bridge circuit has a plurality of such bridge arms. This leads to a comparatively uniform heat load on the printed circuit board, which is why on the one hand a punctual comparatively strong heat load is avoided. On the other hand, a stress due to differential expansion due to the varying temperature is excluded. Due to the smaller distance of the first terminal to the axis of rotation manufacturing of the electric motor is simplified. Also, a comparatively small housing can be used for the electric machine, so that a comparatively compact electric machine is provided.
Die Brückenschaltung weist vorzugsweise einen Leistungshalbleiterschalter auf. Insbesondere weist jeder Brückenzweig zwei Leistungshalbleiterschalter auf, die zueinander parallel geschaltet sind, was den mit jedem der Leistungshalbleiterschalter zu schaltenden elektrischen Strom verringert. Beispielsweise ist der Leistungshalbleiterschalter mit einem Wärmeleitpad versehen, welches vorzugsweise den jeweiligen Leistungshalbleiterschalter allseitig übergreift und somit auch an den entsprechenden Abschnitten der Leiterplatte anliegt. Im Montagezustand liegen die Wärmeleitpads bzw. das Wärmeleitpad bevorzugt an der Gehäusewand an, weswegen eine vergleichsweise effiziente Wärmeleitung von dem Leistungshalbleiterschalter zu der Gehäusewand hergestellt ist, und weswegen die betriebsbedingte Wärme der Leistungshalbleiterschalter in die Gehäusewand eingeleitet wird. Vorzugsweise erfolgt die Entwärmung der Leistungshalbleiterschalter ferner über vergleichsweise großflächige Kupferbahnen der Leiterplatte. Die Leistungshalbleiterschalter sind beispielsweise IGBTs oder Feldeffekt- Transistoren (FET). Besonders bevorzugt sind die Leistungshalbleiterschalter DirectFETs. Mit anderen Worten umfasst die Brückenschaltung DirectFETs. Die vergleichsweise flach aufbauenden DirectFETs sind insbesondere auf der der Gehäusewand zugewandten Seite der Leiterplatte angeordnet, sofern diese vorhanden ist. Insbesondere sind die Leistungshalbleiterschalter, insbesondere die DirectFETs, zu einem zentralen Bereich der Leiterplatte beabstandet und vorzugsweise in einem Randbereich angeordnet. Insbesondere befinden sich die Leistungshalbleiterschalter in einer äußeren Hälfte der Leiterplatte, was eine Wärmebelastung verringert. Insbesondere sind die DirectFETs mit (zweiten) Wärmeleitpads abgedeckt. Hierbei ist beispielswiese jeweils zwei, drei oder vier DirectFETs jeweils ein (zweites) Wärmeleitpad zugeordnet. Mittels des The bridge circuit preferably has a power semiconductor switch. In particular, each bridge branch has two power semiconductor switches which are connected in parallel with each other, which reduces the electric current to be switched with each of the power semiconductor switches. For example, the power semiconductor switch is provided with a heat conducting pad, which preferably overlaps the respective power semiconductor switch on all sides and thus also bears against the corresponding sections of the printed circuit board. In the assembled state, the heat-conducting pads or the heat-conducting pad are preferably on the housing wall, which is why a comparatively efficient heat conduction from the power semiconductor switch is made to the housing wall, and therefore the operational heat of the power semiconductor switch is introduced into the housing wall. Preferably, the cooling of the power semiconductor switch is also carried out over relatively large-area copper traces of the circuit board. The power semiconductor switches are, for example, IGBTs or field effect transistors (FET). Particularly preferably, the power semiconductor switches are DirectFETs. In other words, the bridge circuit comprises DirectFETs. The comparatively flat-building DirectFETs are arranged in particular on the side of the printed circuit board facing the housing wall, if this is present. In particular, the power semiconductor switches, in particular the DirectFETs, are spaced from a central region of the printed circuit board and are preferably arranged in an edge region. In particular, the power semiconductor switches are located in an outer half of the printed circuit board, which reduces heat load. In particular, the DirectFETs are covered with (second) Wärmeleitpads. For example, in each case two, three or four DirectFETs are each assigned a (second) heat-conducting pad. By means of the
Wärmeleitpads sind die DirectFETs vorzugsweise mit einer Gehäusewand thermische kontaktiert, insbesondere mit der Gehäusewand, durch die der erste An- schluss etwaig geführt ist. Auf diese Weise ist eine Kühlung der DirectFETs verbessert. Wärmeleitpads the DirectFETs are preferably contacted with a housing wall thermal, in particular with the housing wall through which the first connection is possibly out. In this way, a cooling of the DirectFETs is improved.
Insbesondere ist die Leiterplatte parallel zu einer Ebene angeordnet und schwimmend zu eben dieser Ebene gelagert. Folglich ist die Leiterplatte innerhalb des Elektronikfachs schwimmend gelagert. In Verbindung mit dem biegeschlaffen Kontaktelement kann folglich die Leiterplatte senkrecht zur Ebene zumindest in einem bestimmten Bereich verbracht werden, sodass eine Beschädigung der Leiterplatte aufgrund einer Erschütterung oder Verformung des Elektronikfachs ausgeschlossen werden kann. Auch ist es somit möglich, die Leiterplatte sowie das Elektronikfach aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu fertigen, wobei bei einer Erwärmung keine mechanischen Spannungen zwischen der Leiterplatte und dem Elektronikfach, insbesondere der Gehäusewand des Elektronikfachs, auftreten. In particular, the circuit board is arranged parallel to a plane and stored floating to just this level. Consequently, the circuit board is floating within the electronics compartment. Consequently, in conjunction with the pliable contact element, the printed circuit board can be moved perpendicular to the plane at least in a certain area, so that damage to the printed circuit board due to vibration or deformation of the electronics compartment can be ruled out. Also, it is thus possible to manufacture the printed circuit board and the electronics compartment made of materials with different coefficients of thermal expansion, with no mechanical stresses between the printed circuit board and the electronics compartment, in particular the housing wall of the electronics compartment, occur during heating.
Sofern die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Kältemittelverdichters ist, sind mittels der Gehäusewand insbesondere zwei Bereiche mit unterschiedlichen statischen Drücken voneinander getrennt. Beispielsweise herrscht innerhalb des Elektronikfachs ein Atmosphärendruck, der vorzugsweise kleiner als der Druck auf der gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand ist. Auf dieser Seite befindet sich insbesondere eine Niederdruckseite, wobei dieser Druck größer als der Druck innerhalb des Elektronikfachs ist. Auf der Niederdruckseite ist geeigneterweise der Stator positioniert. Aufgrund der schwimmenden Lagerung kann die If the electric machine is a component of a refrigerant compressor, in particular two areas with different static pressures are separated from each other by means of the housing wall. For example, within the Elektronikfachs an atmospheric pressure, which is preferably smaller than the pressure on the opposite side of the housing wall. In particular, there is a low pressure side on this side, this pressure being greater than the pressure inside the electronics compartment. On the low pressure side, the stator is suitably positioned. Due to the floating storage, the
Gehäusewand vergleichsweise schmal gefertigt werden, und die Gehäusewand kann sich aufgrund des Druckunterschiedes axial in das Elektronikfach auswölben. Aufgrund der schwimmenden Lagerung wird trotz der Verformung der Gehäusewand keine mechanische Spannung in die Leiterplatte eingeleitet. Folglich kann die Leiterplatte vergleichsweise nah an der Gehäusewand positioniert werden, weswegen eine Wärmeabfuhr auf die Gehäusewand und insbesondere auf die Niederdruckseite vergleichsweise effizient ausgestaltet werden kann. Vorzugsweise ist die Ebene senkrecht zu der Rotationsachse. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte senkrecht zur Rotationsachse angeordnet, und die Gehäusewand befindet sich stirnseitig des Stators. Infolgedessen ist eine vergleichsweise große Entwärmung der Leiterplatte sowie weiterer Bestandteile des Elektronikfachs auf die Niederdruckseite über die Gehäusewand ermöglicht. Housing wall are made comparatively narrow, and the housing wall may bulge axially into the electronics compartment due to the pressure difference. Due to the floating bearing no mechanical stress is introduced into the circuit board despite the deformation of the housing wall. Consequently, the circuit board can be positioned comparatively close to the housing wall, which is why a heat dissipation to the housing wall and in particular to the low pressure side can be made comparatively efficient. Preferably, the plane is perpendicular to the axis of rotation. In other words, the circuit board is arranged perpendicular to the axis of rotation, and the housing wall is located frontally of the stator. As a result, a comparatively large heat dissipation of the printed circuit board and other components of the electronics compartment is made possible on the low pressure side over the housing wall.
Zweckmäßigerweise weist das Elektronikfach einen senkrecht zur Ebene verlaufenden Dom auf, der insbesondere an der Gehäusewand angebunden ist, insbesondere angeformt. Der Dom selbst ragt insbesondere durch eine Aussparung der Leiterplatte hindurch. Mittels des Doms und der Aussparung wird die Leiterplatte senkrecht zur Ebene geführt, insbesondere parallel zur Rotationsachse. Mit anderen Worten kann die Leiterplatte zumindest um einen bestimmten Betrag entlang des Doms verschoben werden. Vorzugsweise wird die schwimmende Lagerung mittels Anschlägen oder aufgrund der Länge des biegeschlaffen Kontaktelements begrenzt. Auch wird eine Ausdehnung der Leiterplatte in der Ebene lediglich in dem Bereich der Aussparung verhindert. Ansonsten wird eine Ausdehnung nicht behindert, und mechanische Spannungen können abgebaut werden. Conveniently, the electronics compartment has a perpendicular to the plane extending dome, which is in particular connected to the housing wall, in particular integrally formed. The dome itself protrudes in particular through a recess in the printed circuit board. By means of the dome and the recess, the circuit board is guided perpendicular to the plane, in particular parallel to the axis of rotation. In other words, the printed circuit board can be displaced at least a certain amount along the dome. Preferably, the floating bearing is limited by stops or due to the length of the pliable contact element. Also, expansion of the circuit board in the plane is prevented only in the region of the recess. Otherwise, expansion is not hindered and mechanical stresses can be relieved.
Insbesondere ist zwischen dem Dom und der Leiterplatte mittels der Aussparung eine Spiel passung erstellt. Folglich ist die Leiterplatte gegen eine Verschiebung innerhalb der Ebene gesichert, sodass eine Beschädigung von etwaigen Rändern der Leiterplatte aufgrund eines ungewollten Kontakts mit weiteren Begrenzungen des Elektronikfachs ausgeschlossen werden kann. Geeigneterweise befindet sich die Aussparung in einem inneren Bereich der Leiterplatte, und ist insbesondere im Schwerpunkt, oder weist zumindest einen vergleichsweise geringen Abstand zum Schwerpunkt auf, beispielsweise weniger als 10% der Ausdehnung der Leiterplatte. Infolgedessen ist eine etwaige Ausdehnung der Leiterplatte aufgrund eines Wärmeeintrags bezüglich der Aussparung im Wesentlichen gleichmäßig und etwaige Unwuchten sind vermieden. In particular, a clearance is created between the dome and the circuit board by means of the recess. As a result, the circuit board is secured against in-plane displacement, thereby damaging any edges the circuit board can be excluded due to an unwanted contact with further limitations of the electronics compartment. Suitably, the recess is located in an inner region of the printed circuit board, and is in particular in the center of gravity, or has at least a comparatively small distance from the center of gravity, for example less than 10% of the extent of the printed circuit board. As a result, any expansion of the circuit board due to heat input with respect to the recess is substantially uniform and any imbalances are avoided.
Vorzugsweise ist die Leiterplatte mittels eines Abstandselements von einer senkrecht zur Ebene verlaufenden Wand des Elektronikfachs beabstandet. Mit anderen Worten ist die Wand parallel zur Leiterplatte angeordnet, und die Leiterplatte ist mittels des Abstandselements zu der Wand beabstandet. Insbesondere ist der Abstand zwischen 0,1 mm und 2 mm. Die Wand ist insbesondere die Preferably, the circuit board is spaced by means of a spacer element from a perpendicular to the plane extending wall of the electronics compartment. In other words, the wall is arranged parallel to the circuit board, and the circuit board is spaced by means of the spacer to the wall. In particular, the distance is between 0.1 mm and 2 mm. The wall is especially the
Gehäusewand, durch die der erste Anschluss geführt ist. Infolgedessen wird eine mechanische Verformung der Wand nicht direkt auf die Leiterplatte übertragen, was die Robustheit der elektrischen Maschine erhöht. Zum Beispiel ist das Abstandselement an der Wand und der Leiterplatte angebunden. Geeigneterweise ist das Abstandselement entweder an der Leiterplatte oder an der Wand befestigt. Insbesondere ist das Abstandselement lediglich an der Wand befestigt, und die Leiterplatte liegt lediglich auf einem Freiende des Abstandselements auf. Mit anderen Worten ist die Leiterplatte nicht an dem Abstandselement befestigt, sondern lediglich auf dieses aufgesetzt. Geeigneterweise umfasst die elektrische Maschine eine Anzahl derartiger Abstandselemente, beispielsweise zwischen zwei und fünfzehn, zwischen vier und zehn und insbesondere sechs oder sieben . Das Abstandselement ist beispielsweise zylinderförmig ausgestaltet und Housing wall through which the first connection is made. As a result, mechanical deformation of the wall is not transmitted directly to the circuit board, which increases the robustness of the electrical machine. For example, the spacer is attached to the wall and the circuit board. Suitably, the spacer is attached either to the circuit board or to the wall. In particular, the spacer element is only attached to the wall, and the circuit board rests only on a free end of the spacer element. In other words, the circuit board is not attached to the spacer, but only placed on this. Conveniently, the electric machine comprises a number of such spacers, for example between two and fifteen, between four and ten and in particular six or seven. The spacer element is designed, for example, cylindrical and
geeigneterweise senkrecht zur Ebene ausgerichtet. Beispielsweise ist das Abstandselement aus einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigt, beispielsweise aus Kunststoff. Insbesondere ist das Abstandselement aus einem suitably oriented perpendicular to the plane. For example, the spacer element is made of an electrically non-conductive material, such as plastic. In particular, the spacer element is made of a
Keramikwerkstoff gefertigt, weswegen eine vergleichsweise stabile elektrische Maschine bereitgestellt ist. Zusammenfassend sind zur Realisierung der schwimmenden Lagerung Abstandselemente (Axialstifte, Spacer) vorgesehen, die insbesondere in Axialrichtung verlaufen. Die Abstandselemente sind an vorbestimmten Positionen angeordnet und definieren einen Abstand von beispielsweise zwischen 0,1 mm bis 2 mm zwischen der Leiterplatte und der Gehäusewand, welcher stets aufrecht erhalten wird. Das Abstandselement ist insbesondere in Form eines vorzugsweise zylindrischen Stifts, welcher beispielsweise aus einem Keramikmaterial gefertigt ist. Insbesondere ist jeweils einer der Stifte im Zentrum einer Gruppe von beispielsweise vier Leistungshalbleiterschaltern, insbesondere DirectFETs, positioniert. Made ceramic material, which is why a comparatively stable electric machine is provided. In summary, spacers (axial pins, spacers) are provided for the realization of the floating bearing, which extend in particular in the axial direction. The spacer elements are arranged at predetermined positions and define a distance, for example, between 0.1 mm to 2 mm between the circuit board and the housing wall, which is always maintained. The spacer element is in particular in the form of a preferably cylindrical pin, which is made for example of a ceramic material. In particular, in each case one of the pins is positioned in the center of a group of, for example, four power semiconductor switches, in particular DirectFETs.
Die Abstandselemente sind insbesondere zu einem zentralen Bereich der Leiterplatte beabstandet und vorzugsweise entlang einer Kreisbahn angeordnet, deren Mittelpunkt beispielsweise die Aussparung der Leiterplatte ist, sofern diese vorhanden ist. Beispielsweise weist das Elektronikfach einen Deckel auf, der insbesondere parallel zur Leiterplatte angeordnet ist. Insbesondere ist zwischen der Leiterplatte und dem Elektronikfachdeckei ein weiteres Element angeordnet, mittels dessen die Leiterplatte in Axialrichtung fixiert wird. Folglich werden mittels der Abstandselemente und des weiteren Elements axiale Kräfte gezielt, insbesondere punktuell und/oder lokal in die Leiterplatte eingeleitet, weswegen die Leiterplatte innerhalb des Elektronikfachs allein mittels Kräften senkrecht zur Leiterplatte zuverlässig gehalten wird, während Kräfte in der Ebene oder Kraftkomponenten innerhalb der Ebene, welche zu mechanischen Spannungen in der Leiterplatte führen könnten, vermieden oder zumindest erheblich reduziert sind. The spacer elements are in particular spaced from a central region of the printed circuit board and preferably arranged along a circular path, the center of which is for example the recess of the printed circuit board, if this is present. For example, the electronics compartment has a cover, which is arranged in particular parallel to the printed circuit board. In particular, a further element is arranged between the printed circuit board and the electronic compartment cover, by means of which the printed circuit board is fixed in the axial direction. Consequently, by means of the spacer elements and the further element axial forces targeted, especially punctually and / or locally introduced into the circuit board, which is why the circuit board is held within the electronics compartment alone by forces perpendicular to the circuit board reliable, while forces in the plane or force components within the plane , which could lead to mechanical stresses in the circuit board, avoided or at least significantly reduced.
Der Kältemittelverdichter ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und umfasst eine elektrische Maschine als Antrieb. Der Kältemittelverdichter ist somit ein elektromotorischer Kältemittelverdichter (eKMV). Die elektrische Maschine ist beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Vorzugsweise ist der Kältemittel Verdichter, insbesondere die elektrische Maschine, mit einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch kontaktiert kontaktierbar und/oder mit einer elektrischen Spannung von wenigen Volt bis zu 1000V betrieben/betreibbar, insbesondere mit einer elektrischen Spannung von 12V, 24V, 48V, 288V, 450V, 650V oder 830V. Mittels des Kältemittelverdichters wird bei Betrieb ein Kältemittel komprimiert. Das Kälte- mittel ist beispielsweise ein chemisches Kältemittel, wie R134a oder R1234yf. Alternativ ist das Kältemittel CO2. Vorzugsweise ist der Kä Item ittel verd ichter derart ausgelegt, dass mittels dessen das jeweilige Kältemittel komprimiert werden kann, wobei beispielsweise eine Druckerhöhung zwischen 5bar und 20bar erfolgt. Der Kältemittelverdichter ist insbesondere ein Bestandteil eines Kältekreislaufs, der beispielsweise der Klimatisierung eines Innenraums oder der Abkühlung eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs dient, wie einer Hochvoltbatterie. Beispielsweise ist der elektromotorische Kältemittelverdichter signaltechnisch mit einem BUS-System gekoppelt, insbesondere einem LIN- oder CAN-Bus. The refrigerant compressor is a component of a motor vehicle and includes an electric machine as a drive. The refrigerant compressor is thus an electromotive refrigerant compressor (eKMV). The electric machine is, for example, a brushless DC motor (BLDC). Preferably, the refrigerant compressor, in particular the electric machine, electrically contacted with an electrical system of the motor vehicle contacted and / or operated with an electrical voltage of a few volts up to 1000V / operable, in particular with an electrical voltage of 12V, 24V, 48V, 288V, 450V, 650V or 830V. By means of the refrigerant compressor, a refrigerant is compressed during operation. The cold agent is for example a chemical refrigerant, such as R134a or R1234yf. Alternatively, the refrigerant is CO2. Preferably, the element is designed in such a way that the respective refrigerant can be compressed by means of which the pressure increases between 5 bar and 20 bar, for example. The refrigerant compressor is in particular a component of a refrigeration cycle which, for example, serves to air-conditioning an interior space or to cool an energy store of the motor vehicle, such as a high-voltage battery. For example, the electromotive refrigerant compressor is signal technically coupled to a bus system, in particular a LIN or CAN bus.
Die elektrische Maschine weist einen Stator mit einer elektrischen Spule auf, insbesondere eine Anzahl an elektrischen Spulen, die zu einer Anzahl an elektrischen Phasen zusammengefasst sind. Ferner umfasst die elektrische Maschine ein Elektronikfach und eine darin angeordnete Leiterplatte. Innerhalb des Elektronikfachs ist ortsfest ein erste Anschluss gehalten, der mit der elektrischen Spule elektrisch kontaktiert ist, und der mittels eines biegeschlaffen Kontaktelements elektrisch mit einem zweiten Anschluss der Leiterplatte konta ktiert ist. Der zweite Anschluss ist mit einer Brückenschaltung der Leiterplatte elektrisch kontaktiert. Insbesondere dient die Brückenschaltung der Bestromung der elektrischen Spule, bzw. der elektrischen Phase. The electric machine has a stator with an electrical coil, in particular a number of electrical coils, which are combined into a number of electrical phases. Furthermore, the electric machine comprises an electronics compartment and a printed circuit board arranged therein. Within the electronics compartment, a first terminal is fixedly held, which is electrically contacted with the electric coil, and which is konta kitten by means of a pliable contact element electrically with a second terminal of the circuit board. The second terminal is electrically contacted with a bridge circuit of the printed circuit board. In particular, the bridge circuit is the energization of the electric coil, or the electrical phase.
Die Brückenschaltung weist vorzugsweise eine zu der Anzahl der elektrischen Spulen/Phasen korrespondierende Anzahl an Brückenzweigen auf. Insbesondere ist die Anzahl der Brückenzweige gleich der Anzahl der elektrischen Phasen und/oder ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der elektrischen Spulen. Jedem Brückenzweig ist beispielsweise eine Zwischenkreiskapazität zugeordnet. Jeder Brückenzweig weist insbesondere zwei in Reihe geschaltete Halbleiterschalter auf, insbesondere Leistungshalbleiterschalter. Die Leistungshalbleiterschalter sind vorgesehen und eingerichtet, einen elektrischen Strom mit einer Stromstärke von mindestens A, 2A, 5A oder 10A zu schalten. Die Leistungshalbleiterschalter sind vorzugsweise IGBTs oder Feldeffekttransistoren (FET), insbesondere DirectFETs. Insbesondere sind jeweils zwei Leistungshalbleiterschalter zueinander parallel geschaltet, sodass jeder Brückenzweig vier derartige Leistungshalbleiterschalter umfasst. Auf diese Weise ist ein mit dem jeweiligen Leistungshalbleiterschalter getragener elektrischer Strom verringert, was Herstellungskosten reduziert. The bridge circuit preferably has a number of bridge branches corresponding to the number of electrical coils / phases. In particular, the number of bridge branches is equal to the number of electrical phases and / or an integer multiple of the number of electrical coils. Each bridge branch is assigned, for example, a DC link capacity. Each bridge branch in particular has two series-connected semiconductor switches, in particular power semiconductor switches. The power semiconductor switches are provided and arranged to switch an electric current with a current of at least A, 2A, 5A or 10A. The power semiconductor switches are preferably IGBTs or field effect transistors (FETs), in particular directFETs. In particular, two power semiconductor switches are connected in parallel to one another, so that each bridge branch has four such power semiconductor switches includes. In this way, an electric current carried by the respective power semiconductor switch is reduced, which reduces manufacturing costs.
Der Kältemittelverdichter ist geeigneterweise ein Bestandteil eines Kältemittelkreislauf mit einem (Klima-)Kondensator, sowie mit einem Verdampfer, und mit dem Kältemittelverdichter. Der Kondensator ist fluidtechnisch zwischen den Kältemittelverdichter und den Verdampfer geschaltet. Vorzugsweise umfasst der Kältemittelkreislauf einen weiteren Wärmetauscher, der zwischen den Verdampfer und den Kältemittelverdichter geschaltet ist, und der vorzugsweise thermisch mit einem weiteren Bauteil des Kraftfahrzeugs kontaktiert ist, wie einer Gebläseleitung einer Klimaanlage oder einem Energiespeicher, wie einem Hochvoltenergiespeicher. Der Kältemittelkreislauf ist insbesondere mit einem Kältemittel befüllt, beispielsweise einem chemischen Kältemittel, wie R134a, R1234yf, oder mit CO2. The refrigerant compressor is suitably a component of a refrigerant circuit with an (air) condenser, as well as with an evaporator, and with the refrigerant compressor. The condenser is fluidly connected between the refrigerant compressor and the evaporator. Preferably, the refrigerant circuit comprises a further heat exchanger, which is connected between the evaporator and the refrigerant compressor, and which is preferably thermally contacted with another component of the motor vehicle, such as a blower line of an air conditioner or an energy storage, such as a high-voltage energy storage. The refrigerant circuit is filled in particular with a refrigerant, for example a chemical refrigerant, such as R134a, R1234yf, or with CO2.
Mittels des Kältemittelverdichters wird bei Betrieb ein Druck des Kältemittels erhöht, welches im Anschluss zu dem Kondensator geleitet wird, der vorzugsweise in thermischem Kontakt mit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs ist. Vorzugsweise erfolgt mittels des Kondensators eine Temperaturangleichung des Kältemittels an die Umgebungstemperatur oder zumindest eine Temperaturerniedrigung des Kältemittels. Mit dem nachgeschalteten Verdampfer wird das Kältemittel entspannt, weshalb die Temperatur des Kältemittels weiter verringert wird. In dem nachgeschalteten weiteren Wärmetauscher wird von dem mit dem weiteren Wärmetauscher thermisch kontaktierten Bauteil thermische Energie auf das Kältemittel übertragen, was zu einer Abkühlung des Bauteils und einer Erwärmung des Kältemittels führt. Das erwärmte Kältemittel wird zum Schließen des Kältemittelkreislaufs vorzugsweise erneut dem Kältemittelverdichter zugeführt. By means of the refrigerant compressor, a pressure of the refrigerant is increased during operation, which is subsequently passed to the condenser, which is preferably in thermal contact with an environment of the motor vehicle. Preferably, by means of the capacitor, a temperature equalization of the refrigerant to the ambient temperature or at least a decrease in the temperature of the refrigerant. With the downstream evaporator, the refrigerant is expanded, which is why the temperature of the refrigerant is further reduced. In the downstream further heat exchanger is transferred from the thermally contacted with the other heat exchanger component thermal energy to the refrigerant, resulting in a cooling of the component and heating of the refrigerant. The heated refrigerant is preferably supplied again to the refrigerant compressor for closing the refrigerant circuit.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Fig. 1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelverdichter,1 shows schematically a motor vehicle with a refrigerant compressor,
Fig. 2 in einer Schnittdarstellung schematisch vereinfacht den Kältemittelverdichter, Fig. 3 in einer Draufsicht eine Leiterplatte, 2 in a sectional view schematically simplifies the refrigerant compressor, 3 is a plan view of a circuit board,
Fig. 4 die Leiterplatte in einer Unteransicht,  4 shows the printed circuit board in a bottom view,
Fig. 5 perspektivisch ein biegeschlaffes Kontaktelement,  5 is a perspective view of a slippery contact element,
Fig. 6 in einem Elektronikfach angeordnete biegeschlaffe Kontaktelemente, 6 arranged in an electronics compartment pliable contact elements,
Fig. 7 / 8 die Montage der Leiterplatte mittels eines der biegeschlaffen Kontaktelemente, 7/8, the assembly of the circuit board by means of one of the pliable contact elements,
Fig. 9 die Leiterplatte mit montierten biegeschlaffen Kontaktelementen gemäß Fig. 4, und  Fig. 9, the circuit board with mounted limp contact elements of FIG. 4, and
Fig. 10 perspektivisch eines der an einem zweiten Anschluss befestigten biegeschlaffen Kontaktelemente.  10 is a perspective view of one of the attached to a second terminal pliable contact elements.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In Fig. 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 mit zwei Vorderrädern 4 und zwei Hinterrädern 6 dargestellt. Zumindest zwei der Räder 4, 6 sind mittels eines nicht näher gezeigten Hauptantriebs angetrieben, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, einem Elektromotor oder einer Kombination hieraus. Das Kraftfahrzeug 2 umfasst einen Kältemittelkreislauf 8, der ein Bestandteil einer Klimaanlage ist. Der Kältemittelkreislauf 8 ist mit einem Kältemittel 10 befüllt, beispielsweise CO2, R1234yf oder R134a. Mittels eines (elektromotorischen) Kältemittelverdichters (eKMV) 12 wird das Kältemittel 10 verdichtet und einem fluid- technisch nachgeschalteten Kondensator 14 zugeführt, der mit Umgebungsluft beaufschlagt ist, was zu einer Temperaturabsenkung des Kältemittels 10 führt. Der Druck und somit die Temperatur des Kältemittel 10 wird mittels eines nachgeschalteten Verdampfers 16 erniedrigt, der einen nicht näher dargestellten weiteren Wärm tauscher umfasst, der mit einer Gebläseleitung der Klimaanlage thermisch gekoppelt ist. Die Gebläseleitung fördert in Abhängigkeit einer Benutzereinstellung gekühlte Luft in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs 2. In Fig. 1 is a simplified simplified representation of a motor vehicle 2 with two front wheels 4 and two rear wheels 6. At least two of the wheels 4, 6 are driven by means of a main drive not shown in detail, for example an internal combustion engine, an electric motor or a combination thereof. The motor vehicle 2 comprises a refrigerant circuit 8, which is part of an air conditioning system. The refrigerant circuit 8 is filled with a refrigerant 10, for example CO2, R1234yf or R134a. By means of a (electromotive) refrigerant compressor (eKMV) 12, the refrigerant 10 is compressed and fed to a fluid-technically downstream capacitor 14, which is acted upon by ambient air, which leads to a decrease in temperature of the refrigerant 10. The pressure and thus the temperature of the refrigerant 10 is lowered by means of a downstream evaporator 16, which comprises a further heat exchanger not shown in detail, which is thermally coupled to a fan line of the air conditioner. The fan line promotes cooled air in an interior of the motor vehicle 2 as a function of a user setting.
Der elektromotorische Kältemittelverdichter 12 ist mittels eines Bus-Systems 18, das ein CAN-Bus-System oder ein Lin-Bus-System ist, signaltechnisch mit einer Kraftfahrzeugsteuerung 20 gekoppelt, wie einem Bordcomputer. Mittels eines (elektrischen) Bordnetzes 22, welches die jeweilige elektrische Spannung, beispielsweise 48V, führt und mittels einer Batterie 24 gespeist ist, wird der elektromotorische Kältemittelverdichter 12 bestromt. Das Bord netz 22 umfasst ferner eine Sicherungseinrichtung 26, mittels derer ein elektrischer Stromfluss zwischen der Batterie 24 und dem Kältemittelverdichter 12 unterbunden werden kann. Hierfür weist die Sicherungseinrichtung 26 beispielsweise einen Last- und/oder Schutzschalter auf. Die Sicherungseinrichtung 26 ist mittels des Bus-Systems 18 signaltechnisch mit der Kraftfahrzeugsteuerung 20 verbunden, sodass mittels der Kraftfahrzeugsteuerung 20 der Last- bzw. Schutzschalter betätigt und somit der elektrische Stromfluss unterbunden werden kann. The electromotive refrigerant compressor 12 is signal-coupled by means of a bus system 18, which is a CAN bus system or a Lin bus system, to a motor vehicle controller 20, such as an on-board computer. By means of a (electrical) electrical system 22, which carries the respective electrical voltage, for example, 48V, and is powered by a battery 24, the electromotive refrigerant compressor 12 is energized. The onboard network 22 further includes a securing device 26, by means of which an electric current flow between the battery 24 and the refrigerant compressor 12 can be prevented. For this purpose, the securing device 26, for example, a load and / or circuit breaker. The safety device 26 is connected by means of the bus system 18 signal technology with the motor vehicle control 20 so that actuated by means of the motor vehicle control 20 of the load or circuit breaker and thus the electric current flow can be prevented.
Fig. 2 zeigt den elektromotorischen Kältemittelverdichter 12 in einer Schnittdarstellung entlang einer Rotationsachse 28 eines Elektromotors 30 des Kältemittelverdichters 12. Der Elektromotor 30 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) und weist einen zylindrischen Rotor 32 auf, der umfangsseitig mittels eines hohlzylindrischen Stators 34 umgeben ist. Der Stator 34 weist eine Anzahl von elektrischen Spulen 35 auf, in dem gezeigten Beispiel zwölf elektrische Spulen 35. Der Rotor 32 umfasst eine Anzahl an Permanentmagneten und ist mittels einer Welle 36 drehbar um die Rotationsachse 28 gelagert. An der Welle 36 ist freiendseitig ein Verdichterkopf 38 drehfest angebunden, beispielsweise ein Scrollverdichter. Der Stator 34 wird mittels einer Elektronik 40 des Elektromotors 30 bestromt, die mit dem Bus-Systems 18 und dem Bordnetz 22 verbunden ist. 2 shows the electromotive refrigerant compressor 12 in a sectional view along an axis of rotation 28 of an electric motor 30 of the refrigerant compressor 12. The electric motor 30 is a brushless DC motor (BLDC) and has a cylindrical rotor 32 which is circumferentially surrounded by a hollow cylindrical stator 34. The stator 34 has a number of electrical coils 35, in the example shown, twelve electric coils 35. The rotor 32 includes a number of permanent magnets and is rotatably mounted about the axis of rotation 28 by means of a shaft 36. On the shaft 36, a compressor head 38 is connected non-rotatably on the free end, for example a scroll compressor. The stator 34 is energized by means of an electronics 40 of the electric motor 30, which is connected to the bus system 18 and the vehicle electrical system 22.
Der Stator 34, der Rotor 32, der Verdichterkopf 38 und die Elektronik 40 sind in einem Gehäuse 42 aus einem Aluminiumdruckguss angeordnet, das eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist und konzentrisch zur Rotationsachse 28 ist. Das Gehäuse 42 umfasst einen Zulauf 44 über den das Kältemittel 10 in das Gehäuse 42 eintritt und entlang des Rotors 32/ Stators 34 zu dem Verdichterkopf 38 gesaugt wird, mittels dessen eine Druckerhöhung erfolgt. Das mittels des Verdichterkopfs 38 komprimierte Kältemittel 10 wird mittels eines Ablaufs 46 aus dem Gehäuse 34 befördert. Das Gehäuse 42 umfasst eine Gehäusewand 48, mittels derer ein Elektronikfach 50 begrenzt und von dem von dem Kältemittel 10 durchströmten Teil des Gehäuses 42 abgetrennt ist. In dem von dem Kältemittel 10 durchströmten Teil des Gehäuses 42 ist der Stator 34 und innerhalb des Elektronikfachs 50 ist die Elektronik 40 angeordnet. Durch die Gehäusewand 48 sind sechs erste Anschlüsse 52 geführt, von denen lediglich einer dargestellt ist, und welche jeweils im Wesentlichen ein aus Kupfer gefertigter Stift ist, der parallel zur Rotationsrichtung 28 angeordnet ist. Mit anderen Worten befindet sich ein Ende jedes ersten Anschlusses 52 innerhalb des von dem Kältemittel 10 durchströmten Teils des Gehäuses 42. Dieses Ende des jeweiligen ersten Anschlusses 52 ist mit einer der elektrischen Spulen 35 des Stators 34 elektrisch kontaktiert. Das verbleibende Ende jedes ersten Anschlusses 52 ist innerhalb des Elektronikfachs 50 angeordnet. Die ersten Anschlüsse 52 sind an der Gehäusewand 48 befestigt, wobei der Bereich zwischen den ersten Anschlüssen 52 und der Gehäusewand 48 druckdicht ausgestaltet ist. Auch erfolgt hierbei eine elektrische Isolierung der ersten Anschlüssen 52 von der Gehäusewand 48. Aufgrund der Einbettung innerhalb der Gehäusewand 48 sind die ersten Anschlüsse 52 ortsfest gehalten. The stator 34, the rotor 32, the compressor head 38 and the electronics 40 are arranged in a housing 42 made of an aluminum die cast, which has a substantially hollow cylindrical shape and is concentric with the axis of rotation 28. The housing 42 comprises an inlet 44 via which the refrigerant 10 enters the housing 42 and is sucked along the rotor 32 / stator 34 to the compressor head 38, by means of which an increase in pressure takes place. The compressed by means of the compressor head 38 refrigerant 10 is conveyed by means of a drain 46 from the housing 34. The housing 42 comprises a housing wall 48, by means of which an electronics compartment 50 is delimited and separated from the portion of the housing 42 through which the refrigerant 10 flows. In the flowed through by the refrigerant 10 part of the housing 42, the stator 34 and within the electronics compartment 50, the electronics 40 is arranged. Through the housing wall 48, six first terminals 52 are guided, of which only one is shown, and which is essentially a made of copper pin, which is arranged parallel to the direction of rotation 28. In other words, one end of each first connection 52 is located within the portion of the housing 42 through which the refrigerant flows. This end of the respective first connection 52 is electrically contacted with one of the electrical coils 35 of the stator. The remaining end of each first terminal 52 is disposed inside the electronics compartment 50. The first terminals 52 are attached to the housing wall 48, wherein the area between the first terminals 52 and the housing wall 48 is designed pressure-tight. Also, in this case, an electrical insulation of the first terminals 52 of the housing wall 48. Due to the embedding within the housing wall 48, the first terminals 52 are held stationary.
Auf der der Gehäusewand 48 in axialer Richtung, also parallel zur Rotationsachse 28, gegenüberliegenden Seite umfasst das Elektronikfach 50 einen aus einem Metall gefertigten Gehäusedeckel 54, der mittels Schrauben an weiteren Bestandteilen des Elektronikfachs 50 lösbar befestigt ist, und welcher eine Öffnung des Elektronikfachs 50 verschließt. Die Elektronik 40 weist eine Leiterplatte 56 und eine weitere Leiterplatte 58 auf, die in Axialrichtung übereinander angeordnet sind. Die Leiterplatte 56 ist in einer Ebene und parallel zur Gehäusewand 48 sowie parallel zum Gehäusedeckel 54 und parallel zur weiteren Leiterplatte 56 angeordnet. Die Leiterplatte 56 ist zwischen der weiteren Leiterplatte 58 und der Gehäusewand 48 positioniert. Zusammenfassend handelt es sich bei der Anordnung des Gehäusedeckels 54, der Leiterplatte56, der weitere Leiterplatte 58 und der Gehäusewand 48 um einen Sandwichaufbau. On the housing wall 48 in the axial direction, ie parallel to the axis of rotation 28, opposite side, the electronics compartment 50 comprises a housing made of a metal housing cover 54 which is releasably secured by screws to other components of the electronics compartment 50, and which closes an opening of the electronics compartment 50 , The electronics 40 has a printed circuit board 56 and a further printed circuit board 58, which are arranged one above the other in the axial direction. The printed circuit board 56 is arranged in a plane parallel to the housing wall 48 and parallel to the housing cover 54 and parallel to the other printed circuit board 56. The printed circuit board 56 is positioned between the further printed circuit board 58 and the housing wall 48. In summary, the arrangement of the housing cover 54, the printed circuit board 56, the further printed circuit board 58 and the housing wall 48 is a sandwich construction.
Die Gehäusewand 48 weist einen Dom 60 auf, der parallel zur Rotationsachse 28 ist, und durch den die Rotationsachse 28 reicht. Der zylindrische Dom 60, der einstückig mit weiteren Bestandteilen der Gehäusewand 48 ist, ist unter Ausbildung einer Spielpassung innerhalb einer Aussparung 62 der Leiterplatte 56 angeordnet. Der Dom 60 ragt folglich durch die Leiterplatte 56, und der Dom 60 ist von der weiteren Leiterplatte 58 beabstandet. An der Gehäusewand 48 sind ferner Abstandselemente 64 angebunden, von denen eins in Fig. 2 exemplarisch gezeigt ist. Die Abstandselemente 64 sind zylindrische Stifte, die aus einem The housing wall 48 has a dome 60 which is parallel to the axis of rotation 28 and through which the axis of rotation 28 extends. The cylindrical dome 60, the is integral with other components of the housing wall 48 is formed to form a clearance within a recess 62 of the circuit board 56. The dome 60 thus protrudes through the circuit board 56, and the dome 60 is spaced from the other circuit board 58. On the housing wall 48 spacer elements 64 are further connected, one of which is shown in Fig. 2 by way of example. The spacers 64 are cylindrical pins, which consist of a
Keramikmaterial erstellt sind, und die parallel zur Rotationsachse 28 sowie auf einer Kreisbahn um den Dom 60 herum angeordnet sind. Die Leiterplatte 56 liegt auf den zugewandten Freienden 66 der Abstandselemente 64 auf, und ist nicht an diesen befestigt. Mittels der Abstandselemente 64 ist die Leiterplatte 56 von der Gehäusewand 48 beabstandet, wobei der Abstand ca. 1 mm beträgt. Auf der den Abstandselemente 64 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 56 sind in einer Variante der Erfindung nicht näherdargestellte weitere Halteelemente angeordnet, die die Leiterplatte 56 in diesem Bereich gegen das Freiende 66 drücken. Hierdurch werden Axial kräfte bei der Montage der Leiterplatte 56 im Elektronikfach 50 quasi lediglich punktuell direkt in die Gehäusewand 48 eingeleitet. Ceramic material are created, and which are arranged parallel to the rotation axis 28 and on a circular path around the dome 60 around. The circuit board 56 rests on the facing free ends 66 of the spacers 64, and is not attached to these. By means of the spacer elements 64, the circuit board 56 is spaced from the housing wall 48, wherein the distance is about 1 mm. On the opposite side of the spacer elements 64 of the printed circuit board 56 are arranged in a variant of the invention unspecified further holding elements which press the circuit board 56 in this area against the free end 66. As a result, axial forces are introduced in the assembly of the circuit board 56 in the electronics compartment 50 quasi just selectively directly into the housing wall 48.
Zusammenfassend wird die Leiterplatte 56 wird in radialer Richtung, also senkrecht zur Rotationsachse 28 lediglich mittels des Doms 60 gehalten, wobei eine Verschiebung der Leiterplatte 56 parallel zur Rotationsachse 58 um einen gewissen Betrag ermöglicht ist. Somit ist die Leiterplatte 56 schwimmend gelagert. Diese Lagerung der Leiterplatte 56 verhindert mechanische Spannungen infolge von zu erwartenden Verformungen der Gehäusewand 48, insbesondere Verformungen parallel zur Rotationsachse 28 (Axialrichtung) aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Niederdruckbereich innerhalb des Bereichs des Gehäuse 42, in dem der Stator 34 angeordnet ist, einerseits und dem Atmosphärendruck innerhalb des Elektronikfachs 50 andererseits. In summary, the circuit board 56 is held in the radial direction, ie perpendicular to the axis of rotation 28 only by means of the dome 60, wherein a displacement of the circuit board 56 is parallel to the rotation axis 58 by a certain amount possible. Thus, the circuit board 56 is floating. This mounting of the printed circuit board 56 prevents mechanical stresses due to expected deformation of the housing wall 48, in particular deformations parallel to the axis of rotation 28 (axial direction) due to the pressure difference between the low pressure region within the region of the housing 42, in which the stator 34 is arranged, on the one hand and the Atmospheric pressure within the electronics compartment 50 on the other hand.
Die Leiterplatte 56 ist perspektivisch in Fig. 3 in einer Draufsicht und in Fig. 4 in einer Unteransicht von Seiten der Gehäusewand 48 her gezeigt. Die Leiterplatte 56 weist eine Brückenschaltung 70 mit sechs zueinander parallel geschalteten Brückenzweigen 72 auf. Parallel zu den Brückenzweigen 72 ist jeweils eine Pufferkapazität 74 mit jeweils drei Elektrolytkondensatoren 76 geschaltet. Die beiden Elektroden jeder Pufferkapazität 74 sind gegen einen positiven Pol und einen negativen Pol geführt, die im Wesentlichen eine Gleichstromseite der Brückenschaltung 70 bilden. Die Gleichstromseite ist über das Bord netz 22 mit der Batterie 24 elektrisch kontaktiert. The circuit board 56 is shown in perspective in FIG. 3 in a plan view and in FIG. 4 in a bottom view from the side of the housing wall 48. The printed circuit board 56 has a bridge circuit 70 with six bridge branches 72 connected in parallel to one another. Parallel to the bridge branches 72 a buffer capacity 74 is connected in each case with three electrolytic capacitors 76. The two Electrodes of each buffer capacitor 74 are routed against a positive pole and a negative pole, which form substantially a DC side of the bridge circuit 70. The DC side is electrically connected via the on-board network 22 to the battery 24.
Jeder der Brückenzweige 72 weist vier Halbleiterschalter 78 auf. Die Halbleiterschalter 78 sind DirectFETs, also Feldeffekttransistoren. Jeweils zwei der Halbleiterschalter 78 sind zueinander parallel geschaltet. Die beiden auf diese Weise gebildeten Paare sind miteinander elektrisch in Reihe geschaltet, wobei die beiden Anschlüsse dieses Paares elektrisch gegen den positiven Pol bzw. den negativen Pol geführt sind. Aufgrund der Parallelschaltung der beiden Halbleiterschalter 78 jedes Paares ist ein mittels der jeweiligen Halbleiterschalter 78 zu schaltender elektrischer Strom um im Wesentlichen die Hälfte reduziert. Each of the bridge branches 72 has four semiconductor switches 78. The semiconductor switches 78 are DirectFETs, ie field-effect transistors. Two of the semiconductor switches 78 are connected in parallel to each other. The two pairs formed in this way are electrically connected in series with each other, wherein the two terminals of this pair are electrically guided against the positive pole and the negative pole, respectively. Due to the parallel connection of the two semiconductor switches 78 of each pair, an electrical current to be switched by means of the respective semiconductor switch 78 is reduced by substantially half.
Die Leiterplatte 58 weist ferner sechs zweite Anschlüsse 80 auf, die sich auf der der Gehäusewand 48 abgewandten Seite der Leiterplatte 56 befinden. Jedem der Brückenzweige 72 ist einer der zweiten Anschlüsse 80 zugeordnet, wofür diese mittels einer nicht näher dargestellten Leiterbahn elektrisch kontaktiert sind. Die jeweilige Leiterbahn ist hierbei zwischen den beiden Paaren der Halbleiterschalter 78 mit dem jeweiligen Brückenzweig 72 elektrisch kontaktiert. The printed circuit board 58 also has six second terminals 80 which are located on the side of the printed circuit board 56 facing away from the housing wall 48. Each of the bridge branches 72 is associated with one of the second terminals 80, for which they are electrically contacted by means of a conductor track, not shown. The respective conductor track is in this case electrically contacted between the two pairs of semiconductor switches 78 with the respective bridge branch 72.
Die zweiten Anschlüsse 80 sind aus einer Kupferplatte gefertigt und im Wesentlichen hanteiförmig ausgestaltet sowie parallel zur Gehäusewand 48 angeordnet. An den Freienden befinden sich Zapfen, die parallel zur Rotationsachse 28 sind, und die von einem Träger der Leiterplatte 56 umschlossen sind. Zwischen den beiden hantelähnlichen Enden jedes zweiten Anschlusses 80 befindet sich eine Öse 82 des zweiten Anschlusses 80 mit einer zentralen Aussparung. Der Rand der Öse 82 überdeckt randseitig eine Öffnung 84 der Leiterplatte 56, die durch diese hindurch reicht. The second terminals 80 are made of a copper plate and designed substantially dumbbell-shaped and arranged parallel to the housing wall 48. At the free ends are pins which are parallel to the axis of rotation 28, and which are enclosed by a support of the circuit board 56. Between the two dumbbell-like ends of each second terminal 80 is an eyelet 82 of the second terminal 80 with a central recess. The edge of the eyelet 82 covers the edge of an opening 84 of the circuit board 56, which extends therethrough.
Im Montagezustand ist jeweils einer der ersten Anschlüsse 52 mit einem der zweiten Anschlüsse 82 mittels eines in Fig. 5 perspektivisch dargestellten biegeschlaffen Kontaktelements 86 elektrisch kontaktiert. Mit anderen Worten weist der Elekt- romotor 30 sechs dieser biegeschlaffen Kontaktelemente 86 auf. Jedes der biegeschlaffen Kontaktelemente 86 ist vorgesehen und geeignet, einen elektrischen Strom von mindestens 100 A maximal zu tragen. Jedes der biegeschlaffen Kontaktelemente 86 weist einen starren ersten Kontaktabschnitt 88 sowie einen starren zweiten Kontaktabschnitt 90 auf, die beide aus Kupfer erstellt sind. Dazwischen ist ein aus einem Kupfergeflecht gefertigter dritter Kontaktabschnitt 92 angeordnet und sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Kontaktabschnitt 88,92 verschweißt. Der erste Kontaktabschnitt 88 weist eine Öse 94 in Form einer Aussparung auf, der zur Herstellung eines Presssitzes mit jeweils einem der ersten Anschlüsse 52 dient. Der zweite Kontaktabschnitt 90 weist eine Buchse 96 in Form eines hohlzylindrischen Vorsprungs auf und dient zur Aufnahme einer Schraube 98 bzw. eines Schraubbolzens (Fig. 7, Fig. 8). In the assembled state, one of the first connections 52 is in each case electrically contacted with one of the second connections 82 by means of a non-rigid contact element 86 shown in perspective in FIG. 5. In other words, the electric romotor 30 six of these limp contact elements 86 on. Each of the pliable contact elements 86 is provided and suitable to carry an electric current of at least 100 A maximum. Each of the pliable contact elements 86 has a rigid first contact portion 88 and a rigid second contact portion 90, both made of copper. In between, a third contact section 92 made of a copper braid is arranged and welded to both the first and the second contact section 88, 92. The first contact section 88 has an eyelet 94 in the form of a recess, which serves to produce a press fit with one of the first connections 52 in each case. The second contact portion 90 has a sleeve 96 in the form of a hollow cylindrical projection and serves to receive a screw 98 or a bolt (FIGS. 7, 8).
Figur 6 zeigt einen Blick in das Elektronikfach 50 des elektromotorischen Kältemittelverdichters 12. Erkennbar sind die ersten Anschlüsse 52, die durch die Figure 6 shows a view into the electronics compartment 50 of the electromotive refrigerant compressor 12. Visible, the first terminals 52, which through the
Gehäusewand 48 geführt sind. Bei dem sechsphasigen Motor- oder Drehfeldwicklung sind insgesamt sechs derartige erste Anschlüsse 52 vorhanden. Zur Montage wird jeweils eines der biegeschlaffen Kontaktelement 86 mechanisch mit einem der ersten Anschlüsse 52 mechanisch verbunden, wofür das jeweilige sich innerhalb des Elektronikfachs 50 befindende Ende des ersten Anschlusses 52 unter Ausbildung eines Presssitzes in die Öse 94 des ersten Kontaktabschnitts 88 eingeführt und somit verpresst wird. Hierbei erfolgt auch eine elektrische Kontaktie- rung des ersten Anschlusses 52 mit dem jeweiligen biegeschlaffen Kontaktelement 86. In Fig. 6 sind lediglich drei dieser biegeschlaffen Kontaktelement 86 sichtbar, während an drei weiteren Positionen die Kontaktelemente 50 entnommen sind, sodass der Blick auf ersten Anschlüsse 52 frei ist, die über Housing wall 48 are guided. In the six-phase motor or rotating field winding, a total of six such first terminals 52 are present. For assembly, one of the pliable contact element 86 is mechanically mechanically connected to one of the first connections 52, for which the respective end of the first connection 52 located inside the electronics compartment 50 is introduced into the eyelet 94 of the first contact section 88 to form a press fit and thus compressed , In this case, an electrical contacting of the first terminal 52 with the respective non-rigid contact element 86 takes place. Only three of these flexible contact elements 86 are visible in FIG. 6, while the contact elements 50 are removed at three further positions, so that the view of the first connections 52 is free, over
Gehäusedurchführungen in das Elektronikfach 50 geführt (durchgesteckt) und von einem Isolierabschnitt umgeben sind. Housing bushings in the electronics compartment 50 out (pushed through) and are surrounded by an insulating section.
In Fig. 7 ist die Montage der Leiterplatte 56 in dem Elektronikfach 50 dargestellt. Hierfür wird die Leiterplatte 56 mit deren Aussparung 62 auf den Dom 60 gesetzt und auf die Abstandselemente 64 aufgesetzt. Eine der innerhalb der Buchse 96 des zweiten Kontaktabschnitts 90 angeordneten Schrauben 98 wird durch eine der Öffnungen 84 der Leiterplatte sowie die Öse 82 eines der zweiten Anschlüsse 80 geführt. Der Schraubenkopf 100 der parallel zur Rotationsachse 28 angeordneten Schraube 98 liegt über ein erstes Wärmeleitpad 102 oder eine Wärmeleitpaste mittelbar an der Gehäusewand 48 an und wird mittels dieser abgestützt. Das erste Wärmeleitpad 102 dient der elektrischen Isolierung der aus einem Stahl gefertigten Schraube 98 von der aus Aluminium gefertigten Gehäusewand 48. In Fig. 7, the mounting of the circuit board 56 in the electronics compartment 50 is shown. For this purpose, the circuit board 56 is set with the recess 62 on the dome 60 and placed on the spacer elements 64. One of the arranged within the bushing 96 of the second contact portion 90 screws 98 is replaced by a the openings 84 of the circuit board and the eyelet 82 of the second terminals 80 out. The screw head 100 of the screw 98 arranged parallel to the rotation axis 28 abuts indirectly via a first heat-conducting pad 102 or a heat-conducting paste on the housing wall 48 and is supported by means of this. The first heat-conducting pad 102 serves to electrically insulate the screw 98 made of a steel from the housing wall 48 made of aluminum.
Wie in Fig. 8 zu sehen, wird die Buchse 96 in die Öffnung 84 der Leiterplatte 56 eingeführt, bis diese freiendseitig an der Öse 82 des zweiten Anschlusses 80 anliegt. Umfangsseitig ist somit die Öse 96 unter Ausbildung einer Spielpassung von der Leiterplatte 56 umgeben. Das durch die Öse 82 erreichende Ende der As can be seen in Fig. 8, the bushing 96 is inserted into the opening 84 of the circuit board 56 until it rests against the free end of the eyelet 82 of the second terminal 80. The circumference of the eyelet 96 is thus surrounded by the formation of a clearance fit of the circuit board 56. The reaching through the eyelet 82 end of
Schraube 98 wird mit einer nicht dargestellten Mutter versehen und folglich der zweite Kontaktabschnitt 90 und der zweite Anschluss 80 miteinander verschraubt, also mechanisch aneinander angebunden. Hierbei erfolgt ebenfalls eine elektrische Kontaktierung. Über die Schraube 98 sowie das erste Wärmeleitpad 102 erfolgt bei Betrieb eine Entwärmung des zweiten Anschlusses 80 und folglich des zugeordneten Brückenzweiges 72 der Brückenschaltung 70 auf die Gehäusewand 48 und von dieser auf das Kältemittel 10. Screw 98 is provided with a nut, not shown, and consequently the second contact portion 90 and the second terminal 80 screwed together, so mechanically connected to each other. In this case also takes place an electrical contact. During operation, a heat dissipation of the second terminal 80 and consequently of the associated bridge branch 72 of the bridge circuit 70 to the housing wall 48 and from there to the refrigerant 10 takes place via the screw 98 and the first heat-conducting pad 102.
In Fig. 9 sind drei der an den zweiten Anschlüssen 80 montierten biegeschlaffen Kontaktelemente 86 in einer Ansicht von der Gehäusewand 48 gesehen dargestellt. Erkennbar ist, dass die Öse 96 einen größeren Abstand zur Rotationsachse 28 aufweist, die durch die Aussparung 62 der Leiterplatte 56 führt, als die Öse 94 des biegeschlaffen Kontaktelements 86. Folglich weist auch der erste Anschluss 52 einen geringeren Abstand zu der Rotationsachse 28 auf als der zweite Anschluss 80. Infolgedessen kann der zweite Anschluss 80 sowie die jeweiligen Brückenzweige 72 einen vergleichsweise großen Abstand zur Rotationsachse 28 einnehmen, weswegen eine Wärmeabfuhr von der Brückenschaltung 70 auf das Gehäuse 30 verbessert ist. In FIG. 9, three of the pliable contact elements 86 mounted on the second terminals 80 are shown in a view from the housing wall 48. It can be seen that the eyelet 96 has a greater distance from the axis of rotation 28, which leads through the recess 62 of the circuit board 56, as the eyelet 94 of the pliable contact element 86. Consequently, the first terminal 52 has a smaller distance from the rotation axis 28 than As a result, the second terminal 80 and the respective bridge branches 72 occupy a comparatively large distance from the axis of rotation 28, for which reason a heat dissipation from the bridge circuit 70 to the housing 30 is improved.
Ferner sind die jeweils vier Halbleiterschalter 78 jedes Brückenzweiges 72 erkennbar, wobei vier dieser Vierergruppen mittels eines zweiten Wärmeleitpads 104 abgedeckt dargestellt sind. Die zweiten Wärmeleitpads 104 liegen im Monta- gezustand an der Gehäusewand 48 an, und über welches eine Entwarmung der Halbleiterschalter 78 erfolgt. Im Zentrum jeder dieser Vierergruppen befindet sich der Auflagepunkt der Leiterplatte 56 auf dem jeweiligen Abstandselement 64, welche auf einer Kreislinie um die Aussparung 72 der Leiterplatte 56 herum angeordnet sind. Die Fläche der zweiten Wärmeleitpads 104 ist größer als diejenige der Vierergruppe der Halbleiterschalter 78, sodass die zweiten Wärmeleitpads 04 randseitig auch Kupferbahnen oder Kupferflächen zur Stromführung übergreifen und an diesen anliegen. Dies ermöglicht eine gute Wärmeableitung (Entwärmung) von der Leiterplatte 56 auf die Gehäusewand 48. Furthermore, the four semiconductor switches 78 of each bridge branch 72 can be seen, wherein four of these groups of four are shown covered by a second Wärmeleitpads 104. The second heat-conducting pads 104 are located in the assembly ge state on the housing wall 48, and via which a dehumidification of the semiconductor switch 78 takes place. At the center of each of these groups of four is the support point of the printed circuit board 56 on the respective spacer 64, which are arranged on a circular line around the recess 72 of the printed circuit board 56 around. The surface of the second Wärmeleitpads 104 is greater than that of the group of four of the semiconductor switch 78, so that the second Wärmeleitpads 04 edge also overlap copper tracks or copper surfaces for power management and abut against this. This allows good heat dissipation (heat dissipation) from the circuit board 56 to the housing wall 48th
In Fig. 10 ist perspektivisch vonseiten des Gehäusedeckels 94 das biegeschlaffe Kontaktelement 86 gezeigt, das an dem zweiten Anschluss 80 befestigt ist. Weitere Bestandteile der Leiterplatte 56 sind weggelassen. Deutlich zu sehen ist, dass die Buchse 96 endseitig an der Öse 82 des zweiten Anschlusses 80 anliegt. Der zweite Anschluss 80 ist mittels nicht näher dargestellter Leiterbahnen mit dem Halbleiterschaltern 74 eines der Brückenzweige 72 elektrisch kontaktiert, die mittels des zweiten Wärmeleitpads 104 abgedeckt sind. Mittig zwischen den Halbleiterschaltern 78 ist das Freiende 66 eines der Abstandselemente 64 angeordnet. Aufgrund des flexiblen dritten Kontaktabschnitts 92 ist eine Bewegung des zweiten Anschlusses 80 bezüglich des ersten Anschlusses 52 ermöglicht, welcher starr mit dem ersten Kontaktabschnitt 88 des biegeschlaffen Kontaktelements 86 mechanisch verbunden ist. FIG. 10 shows in perspective from the side of the housing cover 94 the pliable contact element 86 which is fastened to the second connection 80. Other components of the circuit board 56 are omitted. It can clearly be seen that the bush 96 abuts the end of the eyelet 82 of the second terminal 80. The second terminal 80 is electrically contacted by means of conductor tracks not shown in detail with the semiconductor switches 74 of one of the bridge branches 72, which are covered by the second Wärmeleitpads 104. Centered between the semiconductor switches 78, the free end 66 of one of the spacer elements 64 is arranged. Due to the flexible third contact portion 92, a movement of the second terminal 80 with respect to the first terminal 52 is enabled, which is rigidly connected to the first contact portion 88 of the flexible contact member 86 mechanically.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Kraftfahrzeug 2 motor vehicle
4 Vorderrad  4 front wheel
6 Hinterrad  6 rear wheel
8 Kältemittelkreislauf 8 refrigerant circuit
10 Kältemittel 10 refrigerants
12 Kältemittelverdichter 12 refrigerant compressor
14 Kondensator 14 capacitor
16 Verdampfer  16 evaporators
18 Bus-System  18 bus system
20 Kraftfahrzeugsteuerung 20 vehicle control
22 Bord netz 22 board network
24 Batterie  24 battery
26 Sicherungseinrichtung 26 safety device
28 Rotationsachse28 rotation axis
30 Elektromotor 30 electric motor
32 Rotor  32 rotor
34 Stator  34 stator
35 elektrische Spule 35 electrical coil
36 Welle 36 wave
38 Verdichterkopf  38 compressor head
40 Elektronik  40 electronics
42 Gehäuse  42 housing
44 Zulauf  44 inlet
46 Ablauf  46 process
48 Gehäusewand  48 housing wall
50 Elektronikfach  50 electronics compartment
52 erster Anschluss 52 first connection
54 Gehäusedeckel54 housing cover
56 Leiterplatte 56 circuit board
58 weitere Leiterplatte 58 more printed circuit board
60 Dom Aussparung der Leiterplatte60 dome Recess of the printed circuit board
Abstandselement spacer
Freiende  free end
Brückenschaltung  bridge circuit
Brückenzweig  bridge branch
Pufferkapazität  buffering capacity
Kondensator  capacitor
Halbleiterschalter  Semiconductor switches
zweiter Anschluss second connection
Öse des zweiten Anschluss Eyelet of the second connection
Öffnung der Leiterplatte biegeschlaffes Kontaktelement erster Kontaktabschnitt zweiter Kontaktabschnitt dritter KontaktabschnittOpening of the circuit board pliable contact element first contact portion second contact portion third contact portion
Öse eyelet
Buchse  Rifle
Schraube  screw
Schrauben köpf  Screw heads
erstes Wärmeleitpad zweites Wärmeleitpad first heat-conducting pad second heat-conducting pad

Claims

Ansprüche claims
1 . Elektrische Maschine (30) eines Kraftfahrzeugs (2), insbesondere eines Kältemittelverdichters (12), mit einem Elektronikfach (50), und mit einer darin angeordneten Leiterplatte (56), sowie mit einem innerhalb des Elektronikfachs (50) ortsfest gehaltenen ersten Anschiuss (52), der mit einer elektrischen Spule (35) eines Stators (34) elektrisch kontaktiert ist, und der mittels eines biegeschlaffen Kontaktelements (86) elektrisch mit einem zweiten Anschiuss (80) der Leiterplatte (56) kontaktiert ist, der mit einer Brückenschaltung (70) elektrisch kontaktiert ist. 1 . Electric machine (30) of a motor vehicle (2), in particular of a refrigerant compressor (12), with an electronics compartment (50), and with a printed circuit board (56) arranged therein, and with a first attachment (52) held stationary within the electronics compartment (50) ), which is electrically contacted with an electrical coil (35) of a stator (34) and which is contacted by means of a pliable contact element (86) electrically connected to a second Anschiuss (80) of the printed circuit board (56) with a bridge circuit (70 ) is electrically contacted.
2. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 1 , 2. Electrical machine (30) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der erste Anschiuss (52) durch eine Gehäusewand (48) geführt ist.  the first attachment (52) is guided through a housing wall (48).
3. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 2, 3. Electrical machine (30) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das biegeschlaffe Kontaktelement (86) zumindest abschnittsweise mittels eines ersten Wärmeleitpads (102) an der Gehäusewand (48) anliegt.  that the pliable contact element (86) bears against the housing wall (48) at least in sections by means of a first heat-conducting pad (102).
4. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Electrical machine (30) according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das biegeschlaffe Kontaktelement (86) einen starren ersten Kontaktabschnitt (88), einen starren zweiten Kontaktabschnitt (90) und einen dazwischen angeordneten flexiblen dritten Kontaktabschnitt (92) aufweist, wobei der erste Kontaktabschnitt (88) mechanisch an dem ersten Anschiuss (52) und der zweite Kontaktabschnitt (90) mechanisch an dem zweiten Anschiuss (80) angebunden ist.  in that the flexible contact element (86) has a rigid first contact section (88), a rigid second contact section (90) and a flexible third contact section (92) arranged therebetween, the first contact section (88) being mechanically connected to the first terminal (52) and the second contact section (90) is mechanically connected to the second connection (80).
5. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 4, 5. Electrical machine (30) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kontaktabschnitt (92) aus einem Geflecht, insbesondere einem Kupfergeflecht, gefertigt ist. characterized, that the third contact portion (92) is made of a braid, in particular a copper braid.
6. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 4 oder 5, 6. Electrical machine (30) according to claim 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der erste und/oder zweite Kontaktabschnitt (88, 90) eine Buchse (96) oder Öse (94) aufweist, und/oder dass der der erste Kontaktabschnitt (88) und der erste Anschluss (52) verpresst sind, und/oder dass der zweite Kontaktabschnitt (90) und der zweiten Anschluss (80) verschraubt sind.  in that the first and / or second contact section (88, 90) has a bushing (96) or eyelet (94), and / or that the first contact section (88) and the first connection (52) are pressed, and / or the second contact portion (90) and the second terminal (80) are screwed.
7. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, 7. Electrical machine (30) according to one of claims 4 to 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der zweite Kontaktabschnitt (90) einen hohlzylindrischen Vorsprung (96) aufweist, der innerhalb einer Öffnung (84) der Leiterplatte (56) angeordnet ist.  in that the second contact section (90) has a hollow-cylindrical projection (96) which is arranged inside an opening (84) of the printed circuit board (56).
8. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Electrical machine (30) according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der erste und der zweite Anschluss (52, 80) unterschiedliche Abstände zu einer Rotationsachse (28) aufweisen.  in that the first and the second connection (52, 80) have different distances to a rotation axis (28).
9. Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Electrical machine (30) according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Brückenschaltung (70) DirectFETs (78) umfasst.  the bridge circuit (70) comprises DirectFETs (78).
10. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 9, 10. Electrical machine (30) according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die DirectFETs (78) mittels eines zweiten Warmeleitpads (104) abgedeckt sind.  the directFETs (78) are covered by a second heat-conducting pad (104).
1 1 . Elektrische Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 1. Electric machine (30) according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (56) parallel zu einer Ebene angeordnet und senkrecht zu der Ebene schwimmend gelagert ist, wobei die Ebene insbesondere senkrecht zu einer Rotationsachse (28) ist. characterized, in that the printed circuit board (56) is arranged parallel to a plane and is mounted floating relative to the plane, the plane being in particular perpendicular to a rotation axis (28).
12. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 1 1 , 12. Electrical machine (30) according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Elektronikfach (50) einen senkrecht zur Ebene verlaufenden Dom (60) aufweist, der durch eine Aussparung (62) der Leiterplatte (56) ragt, wobei zwischen dem Dom (60) und der Leiterplatte (56) mittels der Ausspa- rung (62) insbesondere eine Spielpassung erstellt ist.  in that the electronics compartment (50) has a dome (60) running perpendicular to the plane, which protrudes through a recess (62) of the printed circuit board (56), between the dome (60) and the printed circuit board (56) by means of the recess (Fig. 62) in particular a clearance fit is created.
13. Elektrische Maschine (30) nach Anspruch 1 1 oder 12, 13. Electrical machine (30) according to claim 1 1 or 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Leiterplatte (56) mittels eines Abstandselements (64) von einer senkrecht zur Ebene verlaufenden Wand (48) des Elektronikfachs (50) beabstandet ist, wobei die Leiterplatte (56) insbesondere auf einem Freiende (66) des Abstandselements (64) aufliegt.  in that the printed circuit board (56) is spaced apart from a wall (48) of the electronics compartment (50) running perpendicular to the plane by means of a spacer element (64), the printed circuit board (56) resting in particular on a free end (66) of the spacer element (64).
14. Kältemittelverdichter (12) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer elektrischen Maschine (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. Refrigerant compressor (12) of a motor vehicle (2), with an electrical machine (30) according to one of claims 1 to 13.
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