WO2022228619A1 - Emc filter device having a housing-mounted conductor structure; and power electronics module - Google Patents

Emc filter device having a housing-mounted conductor structure; and power electronics module Download PDF

Info

Publication number
WO2022228619A1
WO2022228619A1 PCT/DE2022/100322 DE2022100322W WO2022228619A1 WO 2022228619 A1 WO2022228619 A1 WO 2022228619A1 DE 2022100322 W DE2022100322 W DE 2022100322W WO 2022228619 A1 WO2022228619 A1 WO 2022228619A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor structure
housing
filter device
emc filter
fixed
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100322
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bao Ngoc AN
Johannes Herrmann
Nicolai Gramann
Thorsten Rittgerott
Mihai Cretu
Markus Kneissler
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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 Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to DE112022002399.6T priority Critical patent/DE112022002399A5/en
Publication of WO2022228619A1 publication Critical patent/WO2022228619A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14327Housings specially adapted for power drive units or power converters having supplementary functional units, e.g. data transfer modules or displays or user interfaces
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0066Constructional details of transient suppressor

Definitions

  • EMC filter device with a housing-side fixed conductor structure; and power electronics module
  • the invention relates to an EMC filter device for power electronics of an electrical machine, preferably an electrical machine used as a drive unit in a motor vehicle.
  • the aim is to provide a filter device that functions as reliably as possible in the sense of a mains filter for use in power electronics, which on the one hand has a structure that is as compact as possible, in particular flat, and on the other hand is equipped with as few interfaces/contacts as possible.
  • an EMC filter device for power electronics of an electrical machine, which has an electrical conductor structure, at least one capacitance coupled to the conductor structure and at least one inductance interacting with the conductor structure, the conductor structure having at least two individual conductive layers insulated from one another and having at least one Fastening projection is positively and / or non-positively attached to a housing-fixed area.
  • this EMC filter device Due to its compact design, this EMC filter device according to the invention can be integrated more easily into existing installation spaces, for example in a housing of an inverter unit, or the inverter unit can be designed to be more compact overall. A housing-fixed installation is possible in a few simple steps. At the same time, the EMC filter device is designed to be as robust as possible.
  • an EMC filter device is a filter device that ensures or improves the electromagnetic compatibility of a device, for example a power electronics module, to which the filter device is coupled. Further advantageous embodiments are claimed with the dependent claims and explained in more detail below.
  • the at least one fastening projection is formed by a pin provided with an undercut. This enables the simplest possible assembly by clicking the conductor structure onto the area fixed to the housing.
  • At least one fastening projection is formed in one piece with the region fixed to the housing or is fastened to the region fixed to the housing.
  • the conductor structure has a through hole through which the at least one fastening projection protrudes.
  • the conductor structure can be supported at any point in a space-saving manner.
  • the at least one fastening projection is held by a locking element connected to the conductor structure on a region of the conductor structure that faces away from the region that is fixed to the housing.
  • the conductor structure is accommodated in the form-fitting manner that is as robust as possible on the area fixed to the housing.
  • the assembly is also further simplified.
  • the locking element is designed to be resilient in such a way that it is expanded when the conductor structure is pushed onto the fastening projection and springs back into this undercut when the undercut of the fastening projection is reached, so that the fastening projection can be pulled out again from the Conductor structure is blocked directly by the locking element.
  • the locking element is also spring-biased in such a way that the conductor structure is biased in the direction of the area fixed to the housing in the assembled position. As a result, the conductor structure rests firmly on the area fixed to the housing or is supported directly or indirectly on it.
  • the at least one fastening projection and the locking element produce an electrical connection between the area fixed to the housing and the conductor structure.
  • the at least one fastening projection more preferably also the locking element, is preferably made of electrically conductive material.
  • the performance of the EMC filter device is further increased if a thermally conductive layer/a thermally conductive material, preferably in the form of a so-called “gap pad”/a mat, is provided between the conductor structure and the area fixed to the housing.
  • This layer is preferably elastically deformable in such a way that the conductor structure is accommodated with a certain pretension towards the area fixed to the housing. This results in the most stable possible bond between the conductor structure and the area fixed to the housing.
  • the conductor structure is constructed as compactly as possible.
  • the conductor structure in its entirety is surrounded/encased by an insulating film on the outside.
  • the at least one inductor has a core (preferably designed as a toroidal core) and the conductor structure is inserted/projects through this core. This also results in an arrangement that is as compact as possible. Furthermore, the invention relates to a power electronics module for an electrical machine, with a capacitor arrangement and an EMC filter device according to the invention, which is electrically connected to the capacitor arrangement, according to at least one of the previously described embodiments.
  • the conductor structure preferably has a corresponding extension, on which the individual capacitors are arranged in series and/or parallel to one another. As a result, the conductor structure is used even more skilfully for a compact design of the power electronics module.
  • a current input of the power electronics module is formed directly by the conductor structure and a current output of the power electronics module is formed by the capacitor arrangement.
  • a more effective assembly of a laminated bus bar (busbar/conductor structure) on a housing, for example an inverter housing is thus realized according to the invention.
  • the EMC filter is constructed using the laminated bus bar.
  • the laminated bus bar has at least two electrically conductive layers that are insulated from one another.
  • the laminated bus bar has through holes at predetermined positions. Mounting pins (mounting projections), which are preferably integrated in the inverter case or other heat sink, are pushed through these through holes.
  • a locking member is provided to secure the laminated bus bar relative to the fastener pin.
  • a thermally conductive material (layer) is interposed between the laminated bus bar and the inverter case or heat sink.
  • Show it: 1 shows a plan view of an EMC filter device according to the invention according to a preferred exemplary embodiment as part of an inverter unit,
  • FIG. 2 shows a cross-sectional representation of the EMC filter device according to FIG.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the EMC filter device according to FIG. 1 in a region of a fastening projection of the area fixed to the housing that supports the conductor structure.
  • the EMC filter device 1 shows an EMC filter device 1 according to the invention in a clear manner.
  • the EMC filter device 1 is an independent module implemented, but also immediacy bar formed in other embodiments of the invention as part of a power electronics module 20 / an inverter unit 11 from.
  • the inverter unit 11 then in turn forms a component of the power electronics module 20 indicated generally in FIG. 1/power electronics for an electrical machine.
  • the EMC filter device 1 is thus used in power electronics of an electrical machine of a motor vehicle, which is preferably designed as a drive machine.
  • the EMC filter device 1 has, as also shown in FIGS. 2 and 3 to see in more detail, a laminated conductor structure 2, which is implemented as a laminated busbar 5 here.
  • the conductor structure 2 is also implemented as a circuit board, namely as a high-current circuit board.
  • the conductor structure 2, alternatively also referred to as a busbar or busbar, has a plurality of conductive layers 6a, 6b, which are indicated in FIG. 2 and are insulated from one another.
  • the conductive layers 6a, 6b lie flat/coplanar on one another and form the conductor structure 2/busbar 5 as a whole. Between the conductive layers 6a, 6b, as also indicated in FIG.
  • an insulating film 7 is interposed, which is used directly to insulate the two conductive layers 6a, 6b relative to one another.
  • the conductor structure 2 also consists of more than two, for example three or four, conductive layers 6a, 6b.
  • the conductor structure 2 has an essentially plate-shaped construction. According to the design as an EMC filter device 1, the conductor structure 2 has two inductances 4a, 4b. A first inductor 4a has a first core 8a, and a second inductor 4b has a second core 8b. Each core 8a, 8b is designed as a ring core/ring-shaped. A section of the conductor structure 2 extends centrally through these cores 8a, 8b arranged next to one another.
  • Two connections 10a, 10b are implemented on the conductor structure 2 towards a common side of the two inductances 4a, 4b and form a current input during operation.
  • the two terminals 10a, 10b are in operation, as also indicated, with a Power supply 9, preferably connected to a high voltage battery.
  • the two connections 10a, 10b form not only a current input of the EMC filter device 1, but also a current input 16 of the inverter unit 11 and the power electronics module 20.
  • two capacitances 3a, 3b in the form of capacitors are placed/applied on the conductor structure 2.
  • the two capacitances 3a, 3b thus form two first electronic components 21, which are accommodated/mounted on the conductor structure 2.
  • the respective first electronic component 21 is preferably cohesively fixed on the conductor structure 2, for example soldered or welded on.
  • the current sensor 24 is attached to the conductor structure 2 via a weld point 36 .
  • a third electronic component 23 in the form of a discharge resistor 25 is accommodated/attached to the conductor structure 2 (FIG. 1).
  • the third electronic component 23 is also preferably fixed to the conductor structure 2 in a materially bonded manner.
  • connection of the respective component 21, 22, 23 is also provided in further embodiments, for example force-fit via fastening means such as screws.
  • the conductor structure 2 is connected to a capacitor arrangement 12 of the inverter unit 11 .
  • a corresponding connection takes place, for example, in the area of a dividing line 33 .
  • the conductor structure 2 is also formed in one piece with a rail 35 of the capacitor arrangement 12 , so that a plurality of capacitors 26 of the capacitor arrangement 12 are also arranged on the conductor structure 2 .
  • the EMC The filter device 1 is then a direct component of an inverter unit 11 having the capacitor arrangement 12.
  • the capacitors 26 are implemented as discrete capacitors 26 and are arranged, for example, in two parallel rows.
  • the inverter unit 11 has a housing 13, which is also referred to as an inverter housing.
  • This housing 13 encloses both the capacitor arrangement 12 and the EMC filter device 1 with the conductor structure 2.
  • the EMC filter device 1 has its own housing, which is then fixed to the housing 13 is attached.
  • the conductor structure 2 with its electronic components 21, 22, 23 and the inductances 4a, 4b is placed on a region 14 fixed to the housing.
  • the area 14 fixed to the housing is implemented here directly as a plate-shaped area and is assigned as part of the EMC filter device 1 .
  • the area 14 fixed to the housing is further connected directly to the housing 13 when used in the inverter unit 11 .
  • the housing-fixed area 14 is also formed in another way as a heat sink, which is connected to the housing 13 ter.
  • FIG. 2 also shows that there is a cover 29 which then accommodates the EMC filter device 1 together with the housing 13 .
  • the conductor structure 2 When viewed in the plane of the drawing, the conductor structure 2 rests with its underside 19 (here indirectly) on the area 14 fixed to the housing. At its top 18 through the electronic's components 21, 22, 23 are attached.
  • the two cores 8a, 8b are connected to the area 14 fixed to the housing via an adhesive connection 34.
  • the two connections 10a, 10b are implemented as so-called pins and protrude at least through the cover 29.
  • a cover 27 that forms a shield is also formed by the cover 29 .
  • the cover 27 is formed by the cover 29 and a side wall 30 fastened to the cover 29 .
  • the cover 29 and side wall 30 thus form a shielding hood which is placed on the conductor structure 2 and is supported on the latter via the side walls 30 .
  • an EMC seal 28 is interposed between an end face 31 of the side walls 30 and the conductor structure 2 / the top side 18 of the conductor structure 2 .
  • This EMC seal 28 has a sealing strip 32 or is implemented as such a sealing strip 32 .
  • the EMC seal 28 extends over the entire circumference of the side wall 30 and thus seals off an interior of the cover 27 from interference signals to the environment.
  • the side walls 30 are formed separately from the cover 29 and attached to it.
  • the side wall 30 is welded to the cover 29 or attached in a non-positive manner, for example by means of fastening means.
  • the side walls 30 are also designed as a one-piece material component of the cover 29 .
  • a thermally conductive layer 15, which is implemented as a “gap pad” in a preferred variant, is inserted between the conductor structure 2 and the area 14 fixed to the housing.
  • the layer 15 thus formed as a mat thus serves to dissipate waste heat from the conductor structure 2 in the direction of the area 14 fixed to the housing.
  • the layer 15 is elastically deformable and is inserted between the conductor structure 2 and the area 14 fixed to the housing in a compressed manner.
  • the layer 15 consists of some thermally conductive material, such as a thermally conductive filled composite.
  • the layer 15 is alternatively implemented as a gel layer or as a casting compound.
  • the conductor structure 2 is also non-positively and positively connected to the housing-fixed conductor structure 2 at a number of attachment points Area 14 is fixed.
  • a plurality of fastening projections 37 distributed over the plane of the conductor structure 2 are arranged on the area 14 fixed to the housing and are connected to the conductor structure 2 .
  • fastening projections 37 are implemented as pins 39 and penetrate the conductor structure 2 through through-holes 40 (in the form of bores/Ausstanzun gene).
  • Each fastening projection 37 has an undercut 38 which is supported by a locking element 42 .
  • the locking element 42 is on the conductor structure 2, on a region 14 which is fixed to the housing, facing away from the side 41 of the conductor structure 2.
  • Each attachment projection 37 is preferably made of an electrically conductive material.
  • the locking element 42 is implemented in a resilient manner and has a plurality of spring arms 43 . After the fastening projection 37 has been pushed through the conductor structure 2 (in the respective through-hole 40), the locking element 42/the spring arms 43 automatically snap into place in the rear section 38 (corresponds to form-fitting fixing).
  • each locking element 42 is also designed to be resilient in such a way that, in the fastened state, it presses/prestresses the conductor structure 2 with a spring prestress in the direction of the area 14 fixed to the housing. As a result, the conductor structure 2 rests against the area 14 fixed to the housing via the corresponding prestressing and the layer 15 (corresponds to non-positive fixing).
  • connections 10a, 10b form the entire current input 16 of the inverter unit 11/of the power electronics module 20
  • an output of the capacitor arrangement 12 typically forms a current output 17 of the inverter unit 11/of the power electronics module, indicated schematically in FIG 20
  • a laminated busbar has a mounting hole (through hole) at several defined points 40).
  • Several mounting pins are integrated into the inverter case (case-mounted area 14) or a heatsink/heatsink. In this case, these mounting pins are part of the inverter housing. In another embodiment variant, these mounting pins can be attached to the housing in some other way (eg by plugging, screwing). During assembly, the laminated busbar is guided through the assembly pins through the assembly holes.
  • a locking element 42 is applied to the laminated busbar (e.g. integrated into the laminated busbar or soldered or welded to the laminated busbar).
  • thermally conductive material e.g. gap pad
  • the locking unit works on the principle of a barb and presses the laminated busbar onto the soft thermally conductive material (layer 15).
  • the laminated bus bar consists of two or more coplanar conductive plates (e.g. copper plates; also referred to as conductive layers 6a, 6b) with the intermediate and outer insulating foils 7 laminated.
  • coplanar conductive plates e.g. copper plates; also referred to as conductive layers 6a, 6b
  • the passive components can be soldered directly onto the laminated busbar.
  • Current sensor 24 (DC side) and discharge resistor 25 can be connected directly to the laminated busbar (e.g. by means of laser welding).
  • a DC link capacitor can be connected as a parallel circuit of discrete capacitors (capacitors 3a, 3b) via the laminated current collector.
  • the busbar is placed close to the housing 13 and thermally connected to the inverter housing 13 via thermally conductive materials (eg gap pad).
  • the cores 8a, 8b are placed in the inverter housing 13 and fixed with an adhesive (for example using epoxy adhesive) or with a casting material and thermally connected to the inverter housing 13.
  • An EMC shielding wall (side wall 30) is integrated into the inverter cover (cover 27) and provided with an EMC seal 28. After the cover 29 is closed, the EMC filter and the DC input connector are protected from electromagnetic radiation coupling.
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment of the conductor structure 200.
  • the conductor structure 200 is a multi-layer high-current printed circuit board or PCB 200.
  • These conductor layers 600a, 600b can include copper.
  • thin conductor layers 800 can be arranged on the outer surfaces of the printed circuit board material 700 in addition to the conductor layers 600a, 600b arranged or embedded on the inside. These thin conductor layers 800 may include copper.
  • Fig. 5 shows a further alternative configuration of the conductor structure 201.
  • the conductor structure 201 has two or more single-layer printed circuit boards.
  • this conductor structure 201 between single-layer printed circuit boards, which have a conductor layer 601a and an insulating printed circuit board material 701a or a conductor layer 601b and an insulating printed circuit board material 701b, there is a distance for maintaining a air gap available. The distance is ensured by a spacer 803.
  • the printed circuit boards 601a, 601b are fastened to one another, for example by means of a screw 801, which is electrically insulated from at least one of the conductor layers 601a, 601b by means of an insulation 802.
  • Fig. 6 shows a further alternative configuration of the conductor structure 202.
  • the conductor structure 202 has two or more single-layer printed circuit boards.
  • an adhesive layer 901 is arranged between single-layer circuit boards, which have a conductor layer 602a and an insulating circuit board material 702a or a conductor layer 602b and an insulating circuit board material 702b, in order to attach the circuit boards to one another.
  • Fig. 7 shows a further alternative configuration of the conductor structure 203.
  • the conductor structure 203 has a plurality of conductor layers 603a, 603b and insulation layers 703a, 703b, 703c stacked one on top of the other.
  • the stacking is such that one of the conductor layers 603a, 603b and one of the insulation layers 703a, 703b, 703c alternate in each case.
  • the number of conductor layers 603a, 603b and insulating layers 703a, 703b, 703c is not limited to the number shown in FIG.
  • the stacked conductor layers 603a, 603b and insulating layers 703a, 703b, 703c are not laminated with each other and are not firmly connected to each other.
  • Fig. 8 shows a further alternative embodiment of the conductor structure 204.
  • the conductor structure 204 has a plurality of conductor layers 604a, 604b and insulation layers 704a, 704b, 704c stacked on top of one another.
  • the stacking is such that one of the conductor layers 604a, 604b and one of the insulation layers 704a, 704b, 704c alternate in each case.
  • the number of conductor layers 604a, 604b and insulating layers 704a, 704b, 704c is not limited to the number shown in FIG.
  • the stacked conductor layers 604a, 604b and insulation layers 704a, 704b, 704c are bonded together by respective adhesive layers 904 between respective adjacent layers.
  • FIG. 9a to 9c show a further alternative configuration of the conductor structure 205. More precisely, Fig. 9a and Fig. 9b show method steps for producing the conductor structure 205 shown in Fig. 9c.
  • a plurality of conductor layers 605a, 605b and at least one insulation layer 705 are stacked one on top of the other.
  • the stacking is such that one of the conductor layers 605a, 605b and the at least one insulation layer 705 alternate.
  • the number of conductor layers 605a, 605b and insulating layer 705 is not limited to the number shown in Figs. 9a to 9c.
  • the conductor layers 605a, 605b and insulation layer 705 stacked on top of one another are arranged in a molding mold 1000.
  • the mold is closed with a lid.
  • a molding material is placed in the molding mold 1000 . After the molding material has hardened, the conductor structure 205 is removed from the molding mold.
  • the result is the conductor structure 205 surrounded by the molding material 1100, such as an epoxy material.
  • EMC filter device conductor structure a first capacitance b second capacitance a first inductance b second inductance busbar a first conductive layer b second conductive layer insulating film a first core b second core power supply 0a first connection 0b second connection 1 inverter unit 2 capacitor arrangement 3 housing 4 area fixed to the housing 5 layer 6 Current input 7 current output 8 top 9 bottom 0 power electronics module 1 first electronic component 2 second electronic component 3 third electronic component 4 current sensor Discharge resistor Capacitor Cover EMC seal Cover Side wall Front face Sealing tape Separating line Adhesive joint Rail Welding point Fastening protrusion Undercut Pin Through hole Side Locking element Spring arm Conductor structure a Conductor layer b Conductor layer Circuit board material Thin conductor layer Conductor structure a Conductor layer b Conductor layer a Circuit board materialb Circuit board material Screw Insulation Spacer 02 conductor structure 02a conductor layer 02b conductor layer 02a circuit board material 02b circuit board material 01 adhesive layer 03 conductor structure 03a conductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to an EMC filter device (1) for power electronics of an electric machine, comprising an electric conductor structure (2), at least one capacitor (3a, 3b) that is coupled to the conductor structure (2), and at least one inductor (4a, 4b) that cooperates with the conductor structure (2), the conductor structure (2) having at least two separate conducting layers (6a, 6b) that are insulated from one another, and the conductor structure (2) being integrally bonded to and/or interlocked with a housing-mounted portion (14) via at least one fastening projection (37). The invention also relates to a power electronics module (20) comprising said EMC filter device (1).

Description

EMV-Filtervorrichtung mit einer qehäuseseitiq festqeleqten Leiterstruktur; sowie Leistunqselektronikmodul EMC filter device with a housing-side fixed conductor structure; and power electronics module
Die Erfindung betrifft eine EMV-Filtervorrichtung für eine Leistungselektronik einer elektrischen Maschine, vorzugsweise einer als Antriebsmaschine in einem Kraftfahr zeug eingesetzten elektrischen Maschine. The invention relates to an EMC filter device for power electronics of an electrical machine, preferably an electrical machine used as a drive unit in a motor vehicle.
Ziel ist es eine möglichst verlässlich funktionierende Filtervorrichtung im Sinne eines Netzfilters für den Einsatz in einer Leistungselektronik zur Verfügung zu stellen, die zum einen einen möglichst kompakten, insbesondere flachen, Aufbau aufweist, zum anderen mit möglichst wenigen Schnittstellen / Kontakten ausgestattet ist. The aim is to provide a filter device that functions as reliably as possible in the sense of a mains filter for use in power electronics, which on the one hand has a structure that is as compact as possible, in particular flat, and on the other hand is equipped with as few interfaces/contacts as possible.
Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erfüllt. Demnach ist eine EMV-Filtervorrichtung für eine Leistungselektronik einer elektrischen Maschine vorgesehen, die eine elektrische Leiterstruktur, zumindest eine mit der Leiterstruktur gekoppelte Kapazität und zumindest eine mit der Leiterstruktur zusammenwirkende Induktivität aufweist, wobei die Leiterstruktur zumindest zwei einzelne voneinander isolierte Leitschichten aufweist und über zumindest einen Befestigungsvorsprung an einem gehäusefesten Bereich formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt ist. According to the invention, this is achieved by the subject matter of claim 1 . Accordingly, an EMC filter device is provided for power electronics of an electrical machine, which has an electrical conductor structure, at least one capacitance coupled to the conductor structure and at least one inductance interacting with the conductor structure, the conductor structure having at least two individual conductive layers insulated from one another and having at least one Fastening projection is positively and / or non-positively attached to a housing-fixed area.
Diese erfindungsgemäße EMV-Filtervorrichtung ist durch ihre kompakte Bauweise einfacher in bestehende Bauräume, bspw. in einem Gehäuse einer Invertereinheit, zu integrieren oder die Invertereinheit kann in Gänze kompakter ausgebildet sein. Eine gehäusefeste Montage ist mit wenigen Handgriffen möglich. Zugleich ist die EMV-Fil tervorrichtung möglichst robust ausgestaltet. Due to its compact design, this EMC filter device according to the invention can be integrated more easily into existing installation spaces, for example in a housing of an inverter unit, or the inverter unit can be designed to be more compact overall. A housing-fixed installation is possible in a few simple steps. At the same time, the EMC filter device is designed to be as robust as possible.
Die hierin verwendete Abkürzung „EMV“ steht für Elektromagnetische Verträglichkeit“. Demgemäß ist eine EMV-Filtervorrichtung eine Filtervorrichtung, die die elektromag netische Verträglichkeit einer Vorrichtung, zum Beispiel eines Leistungselektronikmo duls, gewährleistet bzw. verbessert, mit der die Filtervorrichtung gekoppelt ist. Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen bean sprucht und nachfolgend näher erläutert. The abbreviation "EMC" used herein stands for Electromagnetic Compatibility". Accordingly, an EMC filter device is a filter device that ensures or improves the electromagnetic compatibility of a device, for example a power electronics module, to which the filter device is coupled. Further advantageous embodiments are claimed with the dependent claims and explained in more detail below.
Demnach ist es des Weiteren von Vorteil, wenn der zumindest eine Befestigungsvor sprung durch einen mit einem Hinterschnitt versehenen Stift gebildet ist. Dies ermög licht eine möglichst einfache Montage durch ein Aufklicken der Leiterstruktur an dem gehäusefesten Bereich. Accordingly, it is also advantageous if the at least one fastening projection is formed by a pin provided with an undercut. This enables the simplest possible assembly by clicking the conductor structure onto the area fixed to the housing.
Für eine robuste Aufnahme der Leiterstruktur ist es auch zweckmäßig, wenn der zu mindest eine Befestigungsvorsprung stoffeinteilig mit dem gehäusefesten Bereich ausgebildet ist oder an dem gehäusefesten Bereich befestigt ist. For a robust accommodation of the conductor structure, it is also expedient if at least one fastening projection is formed in one piece with the region fixed to the housing or is fastened to the region fixed to the housing.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Leiterstruktur ein Durchgangsloch auf weist, durch das der zumindest eine Befestigungsvorsprung hindurchragt. Dadurch kann die Leiterstruktur an beliebigen Stellen platzsparend abgestützt werden. Furthermore, it is expedient if the conductor structure has a through hole through which the at least one fastening projection protrudes. As a result, the conductor structure can be supported at any point in a space-saving manner.
Zudem ist es zweckmäßig, wenn der zumindest eine Befestigungsvorsprung auf einer dem gehäusefesten Bereich abgewandten Bereich der Leiterstruktur von einem mit der Leiterstruktur verbundenen Verriegelungselement gehalten ist. Dadurch ist eine möglichst robuste formschlüssige Aufnahme der Leiterstruktur an dem gehäusefesten Bereich ausgebildet. Die Montage wird ebenfalls weiter vereinfacht. In addition, it is expedient if the at least one fastening projection is held by a locking element connected to the conductor structure on a region of the conductor structure that faces away from the region that is fixed to the housing. As a result, the conductor structure is accommodated in the form-fitting manner that is as robust as possible on the area fixed to the housing. The assembly is also further simplified.
Diesbezüglich ist es auch von Vorteil, wenn das Verriegelungselement derart federnd ausgebildet ist, dass es bei einem Aufschieben der Leiterstruktur auf den Befesti gungsvorsprung aufgeweitet wird und bei Erreichen des Hinterschnittes des Befesti gungsvorsprungs in diesen Hinterschnitt zurückspringt, sodass ein erneutes Heraus ziehen des Befestigungsvorsprungs aus der Leiterstruktur durch das Verriegelungs element unmittelbar blockiert wird. Dadurch ergibt sich eine verlässliche Aufnahme der Leiterstruktur. Diesbezüglich ist es wiederum zweckmäßig, wenn das Verriegelungselement auch derart federvorgespannt ist, dass die Leiterstruktur in Richtung des gehäusefesten Be reichs in der montierten Stellung vorgespannt ist. Dadurch liegt die Leiterstruktur fest an dem gehäusefesten Bereich an bzw. ist direkt oder indirekt an diesem abgestützt. In this regard, it is also advantageous if the locking element is designed to be resilient in such a way that it is expanded when the conductor structure is pushed onto the fastening projection and springs back into this undercut when the undercut of the fastening projection is reached, so that the fastening projection can be pulled out again from the Conductor structure is blocked directly by the locking element. This results in reliable recording of the conductor structure. In this regard, it is again expedient if the locking element is also spring-biased in such a way that the conductor structure is biased in the direction of the area fixed to the housing in the assembled position. As a result, the conductor structure rests firmly on the area fixed to the housing or is supported directly or indirectly on it.
Für einen weiter vereinfachten Aufbau ist es auch zuträglich, wenn der zumindest eine Befestigungsvorsprung und das Verriegelungselement eine elektrische Verbindung zwischen dem gehäusefesten Bereich und der Leiterstruktur hersteilen. Bevorzugt be steht der zumindest eine Befestigungsvorsprung, weiter bevorzugt auch das Verriege lungselement, aus elektrisch leitenden Material. For a further simplified structure, it is also beneficial if the at least one fastening projection and the locking element produce an electrical connection between the area fixed to the housing and the conductor structure. The at least one fastening projection, more preferably also the locking element, is preferably made of electrically conductive material.
Die Leistungsfähigkeit der EMV-Filtervorrichtung wird weiter erhöht, wenn zwischen der Leiterstruktur und dem gehäusefesten Bereich eine thermisch leitende Schicht / ein thermisch leitendes Material, vorzugsweise in Form eines so genannten „Gap Pad“ / einer Matte, vorgesehen ist. Diese Schicht ist vorzugsweise derart elastisch verform bar, dass die Leiterstruktur mit einer gewissen Vorspannung zum gehäusefesten Be reich hin aufgenommen ist. Dadurch ergibt sich ein möglichst stabiler Verbund der Lei terstruktur mit dem gehäusefesten Bereich. The performance of the EMC filter device is further increased if a thermally conductive layer/a thermally conductive material, preferably in the form of a so-called “gap pad”/a mat, is provided between the conductor structure and the area fixed to the housing. This layer is preferably elastically deformable in such a way that the conductor structure is accommodated with a certain pretension towards the area fixed to the housing. This results in the most stable possible bond between the conductor structure and the area fixed to the housing.
Wenn zwischen den einzelnen Leitschichten der Leiterstruktur eine Isolationsfolie an geordnet ist, wird die Leiterstruktur möglichst kompakt aufgebaut. If an insulating film is arranged between the individual conductive layers of the conductor structure, the conductor structure is constructed as compactly as possible.
Diesbezüglich ist es ebenfalls zweckmäßig, wenn die Leiterstruktur in ihrer Gesamt heit nach außen / an ihrer Außenseite von einer Isolationsfolie umgeben / eingehüllt ist. In this regard, it is also expedient if the conductor structure in its entirety is surrounded/encased by an insulating film on the outside.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die zumindest eine Induktivität einen (vorzugsweise einen als Ringkern ausgebildeten) Kern aufweist und die Leiterstruktur durch diesen Kern hindurchgesteckt ist / hindurchragt. Dadurch ergibt sich ebenfalls eine möglichst kompakte Anordnung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Leistungselektronikmodul für eine elektrische Maschine, mit einer Kondensatorenanordnung und einer, mit der Kondensatorenano rdnung elektrisch verbundenen, erfindungsgemäßen EMV-Filtervorrichtung nach zu mindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen. It is also advantageous if the at least one inductor has a core (preferably designed as a toroidal core) and the conductor structure is inserted/projects through this core. This also results in an arrangement that is as compact as possible. Furthermore, the invention relates to a power electronics module for an electrical machine, with a capacitor arrangement and an EMC filter device according to the invention, which is electrically connected to the capacitor arrangement, according to at least one of the previously described embodiments.
Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn mehrere Kondensatoren der Kondensatorenan ordnung auf einer Oberseite oder einer Unterseite der Leiterstruktur befestigt sind. Die Leiterstruktur weist dabei vorzugsweise eine entsprechende Erweiterung auf, auf der die einzelnen Kondensatoren in Reihe und/oder parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch wird die Leiterstruktur noch geschickter für einen kompakten Aufbau des Leistungselektronikmoduls genutzt. It is also expedient if a plurality of capacitors are attached to the order on a top or bottom of the conductor structure. In this case, the conductor structure preferably has a corresponding extension, on which the individual capacitors are arranged in series and/or parallel to one another. As a result, the conductor structure is used even more skilfully for a compact design of the power electronics module.
Auch ist es von Vorteil, wenn ein Stromeingang des Leistungselektronikmoduls unmit telbar durch die Leiterstruktur ausgebildet ist und ein Stromausgang des Leistungs elektronikmoduls durch die Kondensatorenanordnung ausgebildet ist. It is also advantageous if a current input of the power electronics module is formed directly by the conductor structure and a current output of the power electronics module is formed by the capacitor arrangement.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine effektivere Montage eines laminierten Bus-Bars (Sammelschiene / Leiterstruktur) an einem Gehäuse, etwa einem Inverter-Gehäuse realisiert. Der EMV-Filter wird unter Verwendung der lami nierten Bus-Bar aufgebaut. Der laminierte Bus-Bar weist zumindest zwei elektrische Leitschichten auf, die voneinander isoliert sind. Die laminierte Bus-Bar weist Durch gangslöcher an vorbestimmten Positionen auf. Befestigungspins (Befestigungsvor sprünge), die vorzugsweise in dem Inverter-Gehäuse oder einer anderen Wärme senke integriert sind, sind durch diese Durchgangslöcher hindurchgeschoben. Ein Verriegelungselement ist vorgesehen, um die laminierte Bus-Bar relativ zu dem Befes tigungspin zu sichern. Vorzugsweise ist ein hitzeleitfähiges Material (Schicht) zwi schen dem laminierten Bus-Bar und dem Inverter-Gehäuse oder der Wärmesenke an geordnet. In other words, a more effective assembly of a laminated bus bar (busbar/conductor structure) on a housing, for example an inverter housing, is thus realized according to the invention. The EMC filter is constructed using the laminated bus bar. The laminated bus bar has at least two electrically conductive layers that are insulated from one another. The laminated bus bar has through holes at predetermined positions. Mounting pins (mounting projections), which are preferably integrated in the inverter case or other heat sink, are pushed through these through holes. A locking member is provided to secure the laminated bus bar relative to the fastener pin. Preferably, a thermally conductive material (layer) is interposed between the laminated bus bar and the inverter case or heat sink.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. The invention will now be explained in more detail below with reference to figures.
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße EMV-Filtervorrichtung nach ei nem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Bestandteil einer Invertereinheit, Show it: 1 shows a plan view of an EMC filter device according to the invention according to a preferred exemplary embodiment as part of an inverter unit,
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung der EMV-Filtervorrichtung nach Fig. 1 , sodass eine zwischen einer Leiterstruktur und einem gehäusefesten Bereich ange ordnete, wärmeleitende Schicht und zwei zur Abschirmung dienende Seiten wände zu erkennen sind, sowie 2 shows a cross-sectional representation of the EMC filter device according to FIG
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der EMV-Filtervorrichtung nach Fig. 1 in einem Be reich eines die Leiterstruktur abstützenden Befestigungsvorsprungs des ge häusefesten Bereichs. 3 shows a sectional view of the EMC filter device according to FIG. 1 in a region of a fastening projection of the area fixed to the housing that supports the conductor structure.
Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur, 4 shows an alternative embodiment of the conductor structure,
Fig. 5 eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur, 5 shows a further alternative embodiment of the conductor structure,
Fig. 6 eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur, 6 shows a further alternative embodiment of the conductor structure,
Fig. 7 eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur, 7 shows a further alternative configuration of the conductor structure,
Fig. 8 eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur, und 8 shows a further alternative embodiment of the conductor structure, and
Fig. 9a bis 9c eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur. 9a to 9c a further alternative configuration of the conductor structure.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen. The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are given the same reference numbers.
Mit Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße EMV-Filtervorrichtung 1 übersichtlich zu erken nen. Die EMV-Filtervorrichtung 1 ist in dieser Ausführung als eigenständiges Modul umgesetzt, in weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen jedoch auch unmittel bar als Bestandteil eines Leistungselektronikmoduls 20 / einer Invertereinheit 11 aus gebildet. Die Invertereinheit 11 bildet dann wiederum einen Bestandteil des in Fig. 1 allgemein angedeuteten Leistungselektronikmoduls 20 / einer Leistungselektronik für eine elektrische Maschine. Die EMV-Filtervorrichtung 1 ist somit in einer Leistungs elektronik einer bevorzugt als Antriebsmaschine ausgebildeten elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. 1 shows an EMC filter device 1 according to the invention in a clear manner. In this embodiment, the EMC filter device 1 is an independent module implemented, but also immediacy bar formed in other embodiments of the invention as part of a power electronics module 20 / an inverter unit 11 from. The inverter unit 11 then in turn forms a component of the power electronics module 20 indicated generally in FIG. 1/power electronics for an electrical machine. The EMC filter device 1 is thus used in power electronics of an electrical machine of a motor vehicle, which is preferably designed as a drive machine.
Die EMV-Filtervorrichtung 1 weist, wie auch in den Fign. 2 und 3 näher zu erkennen, eine laminierte Leiterstruktur 2 auf, die hier als laminierte Sammelschiene 5 umgesetzt ist. In weiteren Ausführungen ist die Leiterstruktur 2 auch als Leiterplatte, nämlich als Hochstrom leiterplatte, umgesetzt. Die alternativ auch als Busbar oder Stromsammel schiene bezeichnete Leiterstruktur 2 weist mehrere in Fig. 2 angedeutete, voneinan der isolierte Leitschichten 6a, 6b auf. Die Leitschichten 6a, 6b liegen flächig / koplanar aufeinander auf und bilden in Gänze die Leiterstruktur 2 / Sammelschiene 5 aus. Zwi schen den Leitschichten 6a, 6b, wie ebenfalls in Fig. 2 angedeutet, ist eine Isolations folie 7 zwischengelegt, die unmittelbar zur Isolierung der beiden Leitschichten 6a, 6b relativ zueinander dient. Auch ist die Leiterstruktur 2, d. h. die Gesamtheit an Leit schichten 6a, 6b, von ihrer Außenseite her durch eine solche Isolationsfolie 7 abge dichtet. In weiteren Ausführungen besteht die Leiterstruktur 2 auch aus mehr als zwei, etwa drei oder vier, Leitschichten 6a, 6b. The EMC filter device 1 has, as also shown in FIGS. 2 and 3 to see in more detail, a laminated conductor structure 2, which is implemented as a laminated busbar 5 here. In further versions, the conductor structure 2 is also implemented as a circuit board, namely as a high-current circuit board. The conductor structure 2, alternatively also referred to as a busbar or busbar, has a plurality of conductive layers 6a, 6b, which are indicated in FIG. 2 and are insulated from one another. The conductive layers 6a, 6b lie flat/coplanar on one another and form the conductor structure 2/busbar 5 as a whole. Between the conductive layers 6a, 6b, as also indicated in FIG. 2, an insulating film 7 is interposed, which is used directly to insulate the two conductive layers 6a, 6b relative to one another. Also, the conductor structure 2, i. H. the entirety of Leit layers 6a, 6b, sealed abge from its outside by such an insulating film 7. In further versions, the conductor structure 2 also consists of more than two, for example three or four, conductive layers 6a, 6b.
Die Leiterstruktur 2 weist einen im Wesentlichen plattenförmigen Aufbau auf. Die Lei terstruktur 2 weist gemäß der Ausbildung als EMV-Filtervorrichtung 1 zwei Induktivitä ten 4a, 4b auf. Eine erste Induktivität 4a weist einen ersten Kern 8a auf, eine zweite Induktivität 4b einen zweiten Kern 8b. Jeder Kern 8a, 8b ist als Ringkern / ringförmig ausgeführt. Die Leiterstruktur 2 erstreckt sich mit einem Abschnitt mittig durch diese nebeneinander angeordneten Kerne 8a, 8b hindurch. The conductor structure 2 has an essentially plate-shaped construction. According to the design as an EMC filter device 1, the conductor structure 2 has two inductances 4a, 4b. A first inductor 4a has a first core 8a, and a second inductor 4b has a second core 8b. Each core 8a, 8b is designed as a ring core/ring-shaped. A section of the conductor structure 2 extends centrally through these cores 8a, 8b arranged next to one another.
Zu einer gemeinsamen Seite beider Induktivitäten 4a, 4b hin sind zwei Anschlüsse 10a, 10b an der Leiterstruktur 2 umgesetzt, die im Betrieb einen Stromeingang bilden. Die beiden Anschlüsse 10a, 10b sind im Betrieb, wie ebenfalls angedeutet, mit einer Stromversorgung 9, vorzugsweise einer Hochspannungsbatterie verbunden. Die bei den Anschlüsse 10a, 10b bilden nicht nur einen Stromeingang der EMV-Filtervorrich- tung 1 , sondern auch einen Stromeingang 16 der Invertereinheit 11 und des Leis tungselektronikmoduls 20. Two connections 10a, 10b are implemented on the conductor structure 2 towards a common side of the two inductances 4a, 4b and form a current input during operation. The two terminals 10a, 10b are in operation, as also indicated, with a Power supply 9, preferably connected to a high voltage battery. The two connections 10a, 10b form not only a current input of the EMC filter device 1, but also a current input 16 of the inverter unit 11 and the power electronics module 20.
Des Weiteren sind auf der Leiterstruktur 2 zwei Kapazitäten 3a, 3b in Form von Kon densatoren, aufgesetzt / aufgebracht. Die beiden Kapazitäten 3a, 3b bilden somit zwei erste elektronische Komponenten 21 , die auf der Leiterstruktur 2 aufgenommen / be festigt sind. Die jeweilige erste elektronische Komponenten 21 ist vorzugsweise auf der Leiterstruktur 2 stoffschlüssig fixiert, etwa angelötet oder angeschweißt. Furthermore, two capacitances 3a, 3b in the form of capacitors are placed/applied on the conductor structure 2. The two capacitances 3a, 3b thus form two first electronic components 21, which are accommodated/mounted on the conductor structure 2. The respective first electronic component 21 is preferably cohesively fixed on the conductor structure 2, for example soldered or welded on.
Eine weitere zweite elektronische Komponente 22, die auf der Leiterstruktur 2 aufge nommen / befestigt ist, ist als Stromsensor 24 realisiert und dient somit zum Erfassen eines elektrischen Stroms (Fig. 1 und 2). Der Stromsensor 24 ist über eine Schweiß stelle 36 an der Leiterstruktur 2 angebracht. Another second electronic component 22, which is taken up / attached to the conductor structure 2, is implemented as a current sensor 24 and is thus used to detect an electric current (Fig. 1 and 2). The current sensor 24 is attached to the conductor structure 2 via a weld point 36 .
Des Weiteren ist eine dritte elektronische Komponente 23 in Form eines Entladewider standes 25 auf der Leiterstruktur 2 aufgenommen / befestigt (Fig. 1 ). Auch die dritte elektronische Komponente 23 ist vorzugsweise auf der Leiterstruktur 2 stoffschlüssig fixiert. Furthermore, a third electronic component 23 in the form of a discharge resistor 25 is accommodated/attached to the conductor structure 2 (FIG. 1). The third electronic component 23 is also preferably fixed to the conductor structure 2 in a materially bonded manner.
Alternativ zu dem formschlüssigen Anbinden der jeweiligen Komponente 21 , 22, 23 ist in weiteren Ausführungen auch eine andere Anbindung der jeweiligen Komponente 21 , 22, 23 vorgesehen, bspw. kraftschlüssig über Befestigungsmittel, wie Schrauben. As an alternative to the form-fit connection of the respective component 21, 22, 23, another connection of the respective component 21, 22, 23 is also provided in further embodiments, for example force-fit via fastening means such as screws.
In Fig. 1 ist auch veranschaulicht, dass die Leiterstruktur 2 mit einer Kondensatorena nordnung 12 der Invertereinheit 11 verbunden ist. Eine entsprechende Anbindung fin det beispielsweise im Bereich einer Trennlinie 33 statt. In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Leiterstruktur 2 jedoch auch einteilig mit einer Schiene 35 der Kondensatorenanordnung 12 ausgebildet, sodass mehrere Kondensatoren 26 der Kondensatorenanordnung 12 mit auf der Leiterstruktur 2 angeordnet sind. Die EMV- Filtervorrichtung 1 ist dann unmittelbarer Bestandteil einer die Kondensatorenanord nung 12 aufweisenden Invertereinheit 11. Die Kondensatoren 26 sind als diskrete Kondensatoren 26 umgesetzt und beispielhaft in zwei parallelen Reihen angeordnet. 1 also shows that the conductor structure 2 is connected to a capacitor arrangement 12 of the inverter unit 11 . A corresponding connection takes place, for example, in the area of a dividing line 33 . In a further preferred exemplary embodiment, however, the conductor structure 2 is also formed in one piece with a rail 35 of the capacitor arrangement 12 , so that a plurality of capacitors 26 of the capacitor arrangement 12 are also arranged on the conductor structure 2 . The EMC The filter device 1 is then a direct component of an inverter unit 11 having the capacitor arrangement 12. The capacitors 26 are implemented as discrete capacitors 26 and are arranged, for example, in two parallel rows.
Die Invertereinheit 11 weist ein Gehäuse 13 auf, das auch als Invertergehäuse be zeichnet ist. Dieses Gehäuse 13 umhaust sowohl die Kondensatorenanordnung 12 als auch die EMV-Filtervorrichtung 1 mit der Leiterstruktur 2. Es sei jedoch wiederum da rauf hingewiesen, dass in weiteren Ausführungen die EMV-Filtervorrichtung 1 ein ei genes Gehäuse aufweist, das dann fest an dem Gehäuse 13 angebracht ist. The inverter unit 11 has a housing 13, which is also referred to as an inverter housing. This housing 13 encloses both the capacitor arrangement 12 and the EMC filter device 1 with the conductor structure 2. However, it should again be pointed out that in further versions the EMC filter device 1 has its own housing, which is then fixed to the housing 13 is attached.
In Fig. 2 ist diesbezüglich zu erkennen, dass die Leiterstruktur 2 mit ihren elektroni schen Komponenten 21, 22, 23 und den Induktivitäten 4a, 4b auf einem gehäusefes ten Bereich 14 aufgesetzt ist. Der gehäusefeste Bereich 14 ist hier unmittelbar als ein plattenförmiger Bereich umgesetzt und als Bestandteil der EMV-Filtervorrichtung 1 zu geordnet. In this respect, it can be seen in FIG. 2 that the conductor structure 2 with its electronic components 21, 22, 23 and the inductances 4a, 4b is placed on a region 14 fixed to the housing. The area 14 fixed to the housing is implemented here directly as a plate-shaped area and is assigned as part of the EMC filter device 1 .
Der gehäusefeste Bereich 14 ist direkt bei Einsatz in der Invertereinheit 11 mit dem Gehäuse 13 weiter verbunden. In weiteren Ausführungen ist der gehäusefeste Be reich 14 auch auf andere Weise als eine Wärmesenke, die mit dem Gehäuse 13 wei ter verbunden ist, ausgebildet. The area 14 fixed to the housing is further connected directly to the housing 13 when used in the inverter unit 11 . In further embodiments, the housing-fixed area 14 is also formed in another way as a heat sink, which is connected to the housing 13 ter.
Mit Figur 2 ist auch zu erkennen, dass ein Deckel 29 vorhanden ist, der dann zusam men mit dem Gehäuse 13 die EMV-Filtervorrichtung 1 aufnimmt. Bei der Betrachtung in der Zeichnungsebene liegt die Leiterstruktur 2 mit ihrer Unterseite 19 (hier indirekt) auf dem gehäusefesten Bereich 14 auf. Zu ihrer Oberseite 18 hin sind die elektroni schen Komponenten 21, 22, 23 angebracht. FIG. 2 also shows that there is a cover 29 which then accommodates the EMC filter device 1 together with the housing 13 . When viewed in the plane of the drawing, the conductor structure 2 rests with its underside 19 (here indirectly) on the area 14 fixed to the housing. At its top 18 through the electronic's components 21, 22, 23 are attached.
Ferner sind die beiden Kerne 8a, 8b über eine Klebeverbindung 34 mit dem gehäuse festen Bereich 14 verbunden sind. Es ist hierbei auch zu erkennen, dass die beiden Anschlüsse 10a, 10b als so genannte Stifte realisiert sind und zumindest durch den Deckel 29 hindurchragen. Zudem sei darauf hingewiesen, dass in einer weiteren bevorzugten Ausführungsfor men eine eine Abschirmung bildende Abdeckung 27 durch den Deckel 29 mit ausge bildet ist. Die Abdeckung 27 wird durch den Deckel 29 sowie eine an dem Deckel 29 befestigte Seitenwand 30 gebildet. Deckel 29 und Seitenwand 30 bilden somit eine Abschirmhaube, die auf die Leiterstruktur 2 aufgesetzt und über die Seitenwände 30 auf dieser abgestützt ist. Furthermore, the two cores 8a, 8b are connected to the area 14 fixed to the housing via an adhesive connection 34. It can also be seen here that the two connections 10a, 10b are implemented as so-called pins and protrude at least through the cover 29. In addition, it should be noted that in a further preferred embodiment, a cover 27 that forms a shield is also formed by the cover 29 . The cover 27 is formed by the cover 29 and a side wall 30 fastened to the cover 29 . The cover 29 and side wall 30 thus form a shielding hood which is placed on the conductor structure 2 and is supported on the latter via the side walls 30 .
Diesbezüglich ist in Fig. 2 auch zu erkennen, dass zwischen einer Stirnseite 31 der Seitenwände 30 und der Leiterstruktur 2 / der Oberseite 18 der Leiterstruktur 2 eine EMV-Dichtung 28 zwischengelegt ist. Diese EMV-Dichtung 28 weist ein Dichtungs band 32 auf bzw. ist als ein solches Dichtungsband 32 umgesetzt. Die EMV-Dichtung 28 erstreckt sich über den gesamten Umfang der Seitenwand 30 hinweg und dichtet somit ein Inneres der Abdeckung 27 vor Störsignalen zur Umgebung hin ab. In this regard, it can also be seen in FIG. 2 that an EMC seal 28 is interposed between an end face 31 of the side walls 30 and the conductor structure 2 / the top side 18 of the conductor structure 2 . This EMC seal 28 has a sealing strip 32 or is implemented as such a sealing strip 32 . The EMC seal 28 extends over the entire circumference of the side wall 30 and thus seals off an interior of the cover 27 from interference signals to the environment.
Die Seitenwände 30 sind separat zu dem Deckel 29 ausgeformt und an diesem ange bracht / befestigt. Bspw. ist die Seitenwand 30 an dem Deckel 29 angeschweißt oder kraftschlüssig, etwa über Befestigungsmittel, angebracht. In weiteren Ausführungen sind die Seitenwände 30 jedoch auch als stoffeinteiliger Bestandteil des Deckels 29 ausgebildet. The side walls 30 are formed separately from the cover 29 and attached to it. For example, the side wall 30 is welded to the cover 29 or attached in a non-positive manner, for example by means of fastening means. In further embodiments, however, the side walls 30 are also designed as a one-piece material component of the cover 29 .
Aus Figur 2 auch zu ersichtlich, dass zwischen der Leiterstruktur 2 und dem gehäuse festen Bereich 14 eine thermisch leitende Schicht 15, die in einer bevorzugten Vari ante als „Gap Pad“ umgesetzt ist, eingesetzt ist. Die somit als Matte ausgebildete Schicht 15 dient somit zum Ableiten einer Abwärme von der Leiterstruktur 2 in Rich tung des gehäusefesten Bereichs 14. Die Schicht 15 ist elastisch verformbar und zwi schen der Leiterstruktur 2 und dem gehäusefesten Bereich 14 komprimiert eingelegt. Die Schicht 15 besteht aus einem bestimmten wärmeleitfähigen Material, etwa einem mit thermisch leitfähigen, gefüllten Verbundwerkstoff. In weiteren Ausführungen ist die Schicht 15 alternativ auch als Gelschicht oder als Vergussmasse umgesetzt. It can also be seen from FIG. 2 that a thermally conductive layer 15, which is implemented as a “gap pad” in a preferred variant, is inserted between the conductor structure 2 and the area 14 fixed to the housing. The layer 15 thus formed as a mat thus serves to dissipate waste heat from the conductor structure 2 in the direction of the area 14 fixed to the housing. The layer 15 is elastically deformable and is inserted between the conductor structure 2 and the area 14 fixed to the housing in a compressed manner. The layer 15 consists of some thermally conductive material, such as a thermally conductive filled composite. In further embodiments, the layer 15 is alternatively implemented as a gel layer or as a casting compound.
In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, dass die Leiterstruktur 2 fer ner an mehreren Befestigungsstellen kraft- und formschlüssig an dem gehäusefesten Bereich 14 befestigt ist. Dabei sind mehrere über die Ebene der Leiterstruktur 2 ver teilte Befestigungsvorsprünge 37 an dem gehäusefesten Bereich 14 angeordnet und mit der Leiterstruktur 2 verbunden. In this context, it should also be pointed out that the conductor structure 2 is also non-positively and positively connected to the housing-fixed conductor structure 2 at a number of attachment points Area 14 is fixed. In this case, a plurality of fastening projections 37 distributed over the plane of the conductor structure 2 are arranged on the area 14 fixed to the housing and are connected to the conductor structure 2 .
Jene Befestigungsvorsprünge 37 sind als Stifte 39 umgesetzt und durchdringen die Leiterstruktur 2 durch Durchgangslöcher 40 (in Form von Bohrungen / Ausstanzun gen). Jeder Befestigungsvorsprung 37 weist einen Hinterschnitt 38 auf, der von einem Verriegelungselement 42 abgestützt wird. Das Verriegelungselement 42 ist an der Lei terstruktur 2, auf einer dem gehäusefesten Bereich 14 abgewandten Seite 41 der Lei terstruktur 2, befestigt. Jeder Befestigungsvorsprung 37 ist bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigem Material hergestellt. Those fastening projections 37 are implemented as pins 39 and penetrate the conductor structure 2 through through-holes 40 (in the form of bores/Ausstanzun gene). Each fastening projection 37 has an undercut 38 which is supported by a locking element 42 . The locking element 42 is on the conductor structure 2, on a region 14 which is fixed to the housing, facing away from the side 41 of the conductor structure 2. Each attachment projection 37 is preferably made of an electrically conductive material.
Das Verriegelungselement 42 ist federnd umgesetzt und weist mehrere Federarme 43 auf. Nach einem Hindurchschieben des Befestigungsvorsprungs 37 durch die Lei terstruktur 2 (in dem jeweiligen Durchgangsloch 40) kommt es zu einem selbsttätigen Einschnappen des Verriegelungselementes 42 / der Federarme 43 in den Hinter schnitt 38 (entspricht formschlüssiger Fixierung). The locking element 42 is implemented in a resilient manner and has a plurality of spring arms 43 . After the fastening projection 37 has been pushed through the conductor structure 2 (in the respective through-hole 40), the locking element 42/the spring arms 43 automatically snap into place in the rear section 38 (corresponds to form-fitting fixing).
Des Weiteren ist jedes Verriegelungselement 42 auch derart federnd ausgebildet, dass es die Leiterstruktur 2 im befestigten Zustand mit einer Federvorspannung in Richtung des gehäusefesten Bereichs 14 drückt / vorspannt. Dadurch liegt die Lei terstruktur 2 über die entsprechende Vorspannung und die Schicht 15 an dem gehäu sefesten Bereich 14 an (entspricht kraftschlüssiger Fixierung). Furthermore, each locking element 42 is also designed to be resilient in such a way that, in the fastened state, it presses/prestresses the conductor structure 2 with a spring prestress in the direction of the area 14 fixed to the housing. As a result, the conductor structure 2 rests against the area 14 fixed to the housing via the corresponding prestressing and the layer 15 (corresponds to non-positive fixing).
Während die Anschlüsse 10a, 10b, wie bereits erwähnt, den gesamtheitlichen Stromeingang 16 der Invertereinheit 11 / des Leistungselektronikmoduls 20 bilden, bil det auf typische Weise ein Ausgang der Kondensatorenanordnung 12 einen in Fig. 1 schematisch angedeuteten Stromausgang 17 der Invertereinheit 11 / des Leistungs elektronikmoduls 20. While the connections 10a, 10b, as already mentioned, form the entire current input 16 of the inverter unit 11/of the power electronics module 20, an output of the capacitor arrangement 12 typically forms a current output 17 of the inverter unit 11/of the power electronics module, indicated schematically in FIG 20
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist eine laminierte Stromsammelschiene (Sammel schiene) an mehreren definierten Stellen mit einer Montagebohrung (Durchgangsloch 40) versehen. Mehrere Montage-Pins (Stifte 39) werden in das Inverter-Gehäuse (ge häusefester Bereich 14) oder einen Kühlkörper / eine Wärmesenke integriert. In die sem Fall sind diese Montage Pin ein Bestandteil des Inverter-Gehäuses. In einer an deren Ausführungsvariante können diese Montage-Pins auf das Gehäuse anderweitig angebracht sein (z.B. durch Stecken, Schrauben). Bei der Montage wird die laminierte Stromsammelschiene an den Montagebohrungen durch die Montage-Pins geführt. In other words, a laminated busbar (busbar) has a mounting hole (through hole) at several defined points 40). Several mounting pins (pins 39) are integrated into the inverter case (case-mounted area 14) or a heatsink/heatsink. In this case, these mounting pins are part of the inverter housing. In another embodiment variant, these mounting pins can be attached to the housing in some other way (eg by plugging, screwing). During assembly, the laminated busbar is guided through the assembly pins through the assembly holes.
Auf der laminierten Stromsammelschiene ist ein Verriegelungselement 42 aufgebracht (z.B. in der laminierten Stromsammelschiene integriert oder auf der laminierten Strom sammelschiene verlötet oder verschweißt). A locking element 42 is applied to the laminated busbar (e.g. integrated into the laminated busbar or soldered or welded to the laminated busbar).
Ferner wird zwischen der laminierten Stromsammelschiene und dem Inverter-Ge häuse ein wärmeleitendes Material aufgebracht (z.B. Gap-Pad). Furthermore, a thermally conductive material (e.g. gap pad) is applied between the laminated bus bar and the inverter housing.
Die Verriegelungseinheit funktioniert nach dem Prinzip eines Widerhakens und presst die laminierte Stromsammelschiene auf das weiche Wärmeleitmaterial (Schicht 15). The locking unit works on the principle of a barb and presses the laminated busbar onto the soft thermally conductive material (layer 15).
Die laminierte Stromsammelschiene besteht aus zwei oder mehreren koplanaren leit fähigen Platten (z.B. Kupferplatten; auch als Leitschichten 6a, 6b bezeichnet) mit den dazwischenliegenden und außenliegenden Isolationsfolien 7 laminiert. The laminated bus bar consists of two or more coplanar conductive plates (e.g. copper plates; also referred to as conductive layers 6a, 6b) with the intermediate and outer insulating foils 7 laminated.
Die passiven Bauelemente (z.B. Kondensatoren) können direkt auf die laminierte Stromsammelschiene verlötet werden. Stromsensor 24 (DC-seitig) und Entladewider stand 25 können direkt mit der laminierten Stromsammelschiene verbunden werden (z.B. mittels Laserschweißen). The passive components (e.g. capacitors) can be soldered directly onto the laminated busbar. Current sensor 24 (DC side) and discharge resistor 25 can be connected directly to the laminated busbar (e.g. by means of laser welding).
Ein DC-Link-Kondensator kann in einer Ausführungsvariante als eine Parallelschal tung von diskreten Kondensatoren (Kapazitäten 3a, 3b) über die laminierte Stromsam melschiene verbunden werden. In one embodiment variant, a DC link capacitor can be connected as a parallel circuit of discrete capacitors (capacitors 3a, 3b) via the laminated current collector.
Die Stromsammelschiene wird nah am Gehäuse 13 platziert und über Wärmeleitmate rialien (z.B. Gap-Pad) mit dem Inverter-Gehäuse 13 thermisch angebunden sein. Die Kerne 8a, 8b werden dabei in dem Inverter-Gehäuse 13 eingebracht und mit ei nem Klebstoff (z.B. durch Epoxidklebstoff) oder mit einem Vergussmaterial fixiert und thermisch mit dem Inverter-Gehäuse 13 verbunden. The busbar is placed close to the housing 13 and thermally connected to the inverter housing 13 via thermally conductive materials (eg gap pad). The cores 8a, 8b are placed in the inverter housing 13 and fixed with an adhesive (for example using epoxy adhesive) or with a casting material and thermally connected to the inverter housing 13.
Eine EMV-Schirmwand (Seitenwand 30) wird in die Inverter-Abdeckung (Abdeckung 27) integriert und mit einer EMV-Dichtung 28 versehen. Nach dem Schließen des De ckels 29 sind der EMV-Filter und der DC-Eingangsstecker vor EMV-Strahlungsein- kopplung geschützt. An EMC shielding wall (side wall 30) is integrated into the inverter cover (cover 27) and provided with an EMC seal 28. After the cover 29 is closed, the EMC filter and the DC input connector are protected from electromagnetic radiation coupling.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung von verschiedenen Leiterstrukturen 200 bis 205, die als Alternative zu der zuvor beschriebenen Leiterstruktur 2 verwendet werden können. The following is a description of various conductor structures 200 to 205 which can be used as an alternative to the conductor structure 2 described above.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur 200. Fig. 4 shows an alternative embodiment of the conductor structure 200.
Die Leiterstruktur 200 ist eine mehrlagige Hochstrom-Leiterplatte bzw. -PCB 200. Bei dieser Leiterstruktur 200 sind mehrere dicke Leiterschichten 600a, 600b, von denen in Fig. 4 beispielhaft zwei gezeigt sind, zwischen einem isolierenden Leiterplattenmate rial 700 voneinander isoliert eingebettet. Diese Leiterschichten 600a, 600b können Kupfer aufweisen. Vorzugsweise können neben den innen angeordneten bzw. einge betteten Leiterschichten 600a, 600b an äußeren Flächen des Leiterplattenmaterials 700 dünne Leiterschichten 800 angeordnet sein. Diese dünnen Leiterschichten 800 können Kupfer aufweisen. The conductor structure 200 is a multi-layer high-current printed circuit board or PCB 200. In this conductor structure 200, several thick conductor layers 600a, 600b, two of which are shown in FIG. These conductor layers 600a, 600b can include copper. Preferably, thin conductor layers 800 can be arranged on the outer surfaces of the printed circuit board material 700 in addition to the conductor layers 600a, 600b arranged or embedded on the inside. These thin conductor layers 800 may include copper.
Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur 201. Fig. 5 shows a further alternative configuration of the conductor structure 201.
Die Leiterstruktur 201 weist zwei oder mehrere einlagige Leiterplatten auf. Bei dieser Leiterstruktur 201 ist zwischen einlagigen Leiterplatten, die eine Leiterschicht 601a und ein isolierendes Leiterplattenmaterial 701a bzw. eine Leiterschicht 601b und ein isolierendes Leiterplattenmaterial 701b aufweisen, ein Abstand zum Einhalten einer Luftstrecke vorhanden. Der Abstand wird durch einen Abstandshalter 803 sicherge stellt. Die Leiterplatten 601a, 601b sind zum Beispiel mittels einer durch eine Isolation 802 von mindestens einer der Leiterschichten 601a, 601b elektrisch isolierten Schraube 801 aneinander befestigt. The conductor structure 201 has two or more single-layer printed circuit boards. In this conductor structure 201, between single-layer printed circuit boards, which have a conductor layer 601a and an insulating printed circuit board material 701a or a conductor layer 601b and an insulating printed circuit board material 701b, there is a distance for maintaining a air gap available. The distance is ensured by a spacer 803. The printed circuit boards 601a, 601b are fastened to one another, for example by means of a screw 801, which is electrically insulated from at least one of the conductor layers 601a, 601b by means of an insulation 802.
Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur 202. Fig. 6 shows a further alternative configuration of the conductor structure 202.
Die Leiterstruktur 202 weist zwei oder mehrere einlagige Leiterplatten auf. Bei dieser Leiterstruktur 202 ist zwischen einlagigen Leiterplatten, die eine Leiterschicht 602a und ein isolierendes Leiterplattenmaterial 702a bzw. eine Leiterschicht 602b und ein isolierendes Leiterplattenmaterial 702b aufweisen, eine Klebeschicht 901 angeordnet, um die Leiterplatten aneinander zu befestigen. The conductor structure 202 has two or more single-layer printed circuit boards. In this conductor structure 202, an adhesive layer 901 is arranged between single-layer circuit boards, which have a conductor layer 602a and an insulating circuit board material 702a or a conductor layer 602b and an insulating circuit board material 702b, in order to attach the circuit boards to one another.
Fig. 7 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur 203. Fig. 7 shows a further alternative configuration of the conductor structure 203.
Die Leiterstruktur 203 weist mehrere übereinander gestapelte Leiterschichten 603a, 603b und Isolationsschichten 703a, 703b, 703c auf. Das Stapeln ist derart, dass sich jeweils eine der Leiterschichten 603a, 603b und eine der Isolationsschichten 703a, 703b, 703c abwechseln. Die Anzahl der Leiterschichten 603a, 603b und der Isolati onsschichten 703a, 703b, 703c ist nicht auf die in Fig. 7 gezeigte Anzahl beschränkt. Die übereinander gestapelten Leiterschichten 603a, 603b und Isolationsschichten 703a, 703b, 703c sind nicht miteinander laminiert und nicht fest miteinander verbun den. The conductor structure 203 has a plurality of conductor layers 603a, 603b and insulation layers 703a, 703b, 703c stacked one on top of the other. The stacking is such that one of the conductor layers 603a, 603b and one of the insulation layers 703a, 703b, 703c alternate in each case. The number of conductor layers 603a, 603b and insulating layers 703a, 703b, 703c is not limited to the number shown in FIG. The stacked conductor layers 603a, 603b and insulating layers 703a, 703b, 703c are not laminated with each other and are not firmly connected to each other.
Fig. 8 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur 204. Fig. 8 shows a further alternative embodiment of the conductor structure 204.
Die Leiterstruktur 204 weist mehrere übereinander gestapelte Leiterschichten 604a, 604b und Isolationsschichten 704a, 704b, 704c auf. Das Stapeln ist derart, dass sich jeweils eine der Leiterschichten 604a, 604b und eine der Isolationsschichten 704a, 704b, 704c abwechseln. Die Anzahl der Leiterschichten 604a, 604b und der Isolati onsschichten 704a, 704b, 704c ist nicht auf die in Fig. 8 gezeigte Anzahl beschränkt. Die übereinander gestapelten Leiterschichten 604a, 604b und Isolationsschichten 704a, 704b, 704c sind mittels jeweiligen Klebeschichten 904 zwischen jeweiligen anei nander angrenzenden Schichten miteinander verklebt. The conductor structure 204 has a plurality of conductor layers 604a, 604b and insulation layers 704a, 704b, 704c stacked on top of one another. The stacking is such that one of the conductor layers 604a, 604b and one of the insulation layers 704a, 704b, 704c alternate in each case. The number of conductor layers 604a, 604b and insulating layers 704a, 704b, 704c is not limited to the number shown in FIG. The stacked conductor layers 604a, 604b and insulation layers 704a, 704b, 704c are bonded together by respective adhesive layers 904 between respective adjacent layers.
Fig. 9a bis 9c zeigen eine weitere alternative Ausgestaltung der Leiterstruktur 205. Genauer gesagt zeigen Fig. 9a und Fig. 9b Verfahrensschritte zum Herstellen der on Fig. 9c gezeigten Leiterstruktur 205. 9a to 9c show a further alternative configuration of the conductor structure 205. More precisely, Fig. 9a and Fig. 9b show method steps for producing the conductor structure 205 shown in Fig. 9c.
Wie es in Fig. 9a gezeigt ist, werden mehrere Leiterschichten 605a, 605b und mindes tens eine Isolationsschicht 705 übereinander gestapelt. Das Stapeln ist derart, dass sich jeweils eine der Leiterschichten 605a, 605b und die mindestens eine Isolations schicht 705 abwechseln. Die Anzahl der Leiterschichten 605a, 605b und der Isolati onsschicht 705 ist nicht auf die in Fig. 9a bis Fig. 9c gezeigte Anzahl beschränkt. Die übereinander gestapelten Leiterschichten 605a, 605b und Isolationsschicht 705wer- den in einer Molding-Form 1000 angeordnet. As shown in FIG. 9a, a plurality of conductor layers 605a, 605b and at least one insulation layer 705 are stacked one on top of the other. The stacking is such that one of the conductor layers 605a, 605b and the at least one insulation layer 705 alternate. The number of conductor layers 605a, 605b and insulating layer 705 is not limited to the number shown in Figs. 9a to 9c. The conductor layers 605a, 605b and insulation layer 705 stacked on top of one another are arranged in a molding mold 1000. FIG.
Wie es in Fig. 9b gezeigt ist, wird die Molding-Form mit einem Verschluss bzw. Deckel verschlossen. Ein Molding-Material wird in die Molding-Form 1000 eingebracht. Nach Aushärten des Molding-Materials wird die Leiterstruktur 205 aus der Molding-Form ge nommen. As shown in FIG. 9b, the mold is closed with a lid. A molding material is placed in the molding mold 1000 . After the molding material has hardened, the conductor structure 205 is removed from the molding mold.
Wie es in Fig. 9c gezeigt ist, wird als Ergebnis die Leiterstruktur 205 erzielt, die von dem Molding-Material 1100, wie zum Beispiel einem Epoxyd- Material, umgeben ist. As shown in Figure 9c, the result is the conductor structure 205 surrounded by the molding material 1100, such as an epoxy material.
Bezuqszeichenliste EMV-Filtervorrichtung Leiterstruktur a erste Kapazität b zweite Kapazität a erste Induktivität b zweite Induktivität Sammelschiene a erste Leitschicht b zweite Leitschicht Isolationsfolie a erster Kern b zweiter Kern Stromversorgung 0a erster Anschluss 0b zweiter Anschluss 1 Invertereinheit 2 Kondensatorenanordnung 3 Gehäuse 4 gehäusefester Bereich 5 Schicht 6 Stromeingang 7 Stromausgang 8 Oberseite 9 Unterseite 0 Leistungselektronikmodul 1 erste elektronische Komponente 2 zweite elektronische Komponente 3 dritte elektronische Komponente 4 Stromsensor Entladewiderstand Kondensator Abdeckung EMV-Dichtung Deckel Seitenwand Stirnseite Dichtungsband Trennlinie Klebeverbindung Schiene Schweißstelle Befestigungsvorsprung Hinterschnitt Stift Durchgangsloch Seite Verriegelungselement Federarm Leiterstruktur a Leiterschicht b Leiterschicht Leiterplattenmaterial dünne Leiterschicht Leiterstruktur a Leiterschicht b Leiterschicht a Leiterplattenmaterialb Leiterplattenmaterial Schraube Isolation Abstandshalter 02 Leiterstruktur 02a Leiterschicht 02b Leiterschicht 02a Leiterplattenmaterial 02b Leiterplattenmaterial 01 Klebeschicht 03 Leiterstruktur 03a Leiterschicht 03b Leiterschicht 03a Leiterplattenmaterial 03b Leiterplattenmaterial 03c Leiterplattenmaterial 04 Leiterstruktur 04a Leiterschicht 04b Leiterschicht 04a Leiterplattenmaterial 704b Leiterplattenmaterial 704c Leiterplattenmaterial 904 Klebeschicht 05 Leiterstruktur 05a Leiterschicht 05b Leiterschicht 705 IsolationsschichtList of reference symbols EMC filter device conductor structure a first capacitance b second capacitance a first inductance b second inductance busbar a first conductive layer b second conductive layer insulating film a first core b second core power supply 0a first connection 0b second connection 1 inverter unit 2 capacitor arrangement 3 housing 4 area fixed to the housing 5 layer 6 Current input 7 current output 8 top 9 bottom 0 power electronics module 1 first electronic component 2 second electronic component 3 third electronic component 4 current sensor Discharge resistor Capacitor Cover EMC seal Cover Side wall Front face Sealing tape Separating line Adhesive joint Rail Welding point Fastening protrusion Undercut Pin Through hole Side Locking element Spring arm Conductor structure a Conductor layer b Conductor layer Circuit board material Thin conductor layer Conductor structure a Conductor layer b Conductor layer a Circuit board materialb Circuit board material Screw Insulation Spacer 02 conductor structure 02a conductor layer 02b conductor layer 02a circuit board material 02b circuit board material 01 adhesive layer 03 conductor structure 03a conductor layer 03b conductor layer 03a circuit board material 03b circuit board material 03c circuit board material 04 conductor structure 04a conductor layer 04b conductor layer 04a circuit board material 704b circuit board material 704c circuit board material 704 adhesive layer 05ba conductor layer conductor structure 05ba insulation layer
1000 Molding-Form 1000 Molding Mold
1001 Deckel 1001 lid
1100 Molding-Material 1100 molding material

Claims

Ansprüche Expectations
1. EMV-Filtervorrichtung (1 ) für eine Leistungselektronik einer elektrischen Ma schine, mit einer elektrischen Leiterstruktur (2), zumindest einer mit der Lei terstruktur (2) gekoppelten Kapazität (3a, 3b) und zumindest einer mit der Lei terstruktur (2) zusammenwirkenden Induktivität (4a, 4b), wobei die Leiterstruk tur (2) zumindest zwei einzelne voneinander isolierte Leitschichten (6a, 6b) aufweist und über zumindest einen Befestigungsvorsprung (37) an einem ge häusefesten Bereich (14) formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt ist. 1. EMC filter device (1) for power electronics of an electrical machine, having an electrical conductor structure (2), at least one capacitance (3a, 3b) coupled to the conductor structure (2) and at least one capacitance (3a, 3b) coupled to the conductor structure (2) interacting inductance (4a, 4b), wherein the conductor structure (2) has at least two individual conductive layers (6a, 6b) insulated from one another and is fixed positively and/or non-positively via at least one fixing projection (37) to an area (14) fixed to the housing .
2. EMV-Filtervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) durch einen mit einem Hinter schnitt (38) versehenen Stift (39) gebildet ist. 2. EMC filter device (1) according to claim 1, characterized in that the at least one fastening projection (37) is formed by a pin (39) provided with an undercut (38).
3. EMV-Filtervorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) stoffeinteilig mit dem gehäusefesten Bereich (14) ausgebildet ist oder an dem gehäusefesten Be reich (14) befestigt ist. 3. EMC filter device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one fastening projection (37) is formed in one piece with the housing-fixed region (14) or is fastened to the housing-fixed region (14).
4. EMV-Filtervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstruktur (2) ein Durchgangsloch (40) aufweist, durch das der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) hindurchragt. 4. EMC filter device (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the conductor structure (2) has a through hole (40) through which the at least one fastening projection (37) protrudes.
5. EMV-Filtervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) auf einer dem gehäusefesten Bereich (14) abgewandten Seite (37) der Leiterstruktur (2) von einem mit der Leiterstruktur (2) verbundenen Verriegelungselement (42) gehalten ist. 5. EMC filter device (1) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the at least one fastening projection (37) on a side (37) of the conductor structure (2) facing away from the region (14) fixed to the housing is (2) connected locking element (42) is held.
6. EMV-Filtervorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (42) derart federvorgespannt ist, dass die Lei terstruktur (2) in Richtung des gehäusefesten Bereichs (14) vorgespannt ist. 6. EMC filter device (1) according to claim 5, characterized in that the locking element (42) is spring-biased in such a way that the conductor structure (2) is biased in the direction of the area (14) fixed to the housing.
7. EMV-Filtervorrichtung (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) und das Verriegelungs element (42) eine elektrische Verbindung zwischen dem gehäusefesten Be reich (14) und der Leiterstruktur (2) hersteilen. (Befestigungsvorsprung und das Verriegelungselement aus elektrisch leitendem Material) 7. EMC filter device (1) according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one fastening projection (37) and the locking element (42) produce an electrical connection between the area (14) fixed to the housing and the conductor structure (2). . (Mounting projection and the locking element made of electrically conductive material)
8. EMV-Filtervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leiterstruktur (2) und dem gehäusefesten Bereich (14) eine thermisch leitende Schicht (15) eingelegt ist. 8. EMC filter device (1) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that between the conductor structure (2) and the housing-fixed area (14) a thermally conductive layer (15) is inserted.
9. Leistungselektronikmodul (20) für eine elektrische Maschine, mit einer Kon densatorenanordnung (12) und einer mit der Kondensatorenanordnung (12) elektrisch verbundenen EMV-Filtervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. Power electronics module (20) for an electrical machine, with a capacitor arrangement (12) and with the capacitor arrangement (12) electrically connected EMC filter device (1) according to any one of claims 1 to 8.
10. Leistungselektronikmodul (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kondensatoren (26) der Kondensatorenanordnung (12) auf ei ner Oberseite (18) oder einer Unterseite (19) der Leiterstruktur (2) befestigt sind. 10. Power electronics module (20) according to claim 9, characterized in that a plurality of capacitors (26) of the capacitor arrangement (12) are attached to an upper side (18) or an underside (19) of the conductor structure (2).
PCT/DE2022/100322 2021-04-29 2022-04-29 Emc filter device having a housing-mounted conductor structure; and power electronics module WO2022228619A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112022002399.6T DE112022002399A5 (en) 2021-04-29 2022-04-29 EMC FILTER DEVICE WITH A CONDUCTOR STRUCTURE DEFINED ON THE HOUSING SIDE; AND POWER ELECTRONICS MODULE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021110991.4 2021-04-29
DE102021110991.4A DE102021110991A1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 EMC filter device with a conductor structure fixed on the housing side; and power electronics module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022228619A1 true WO2022228619A1 (en) 2022-11-03

Family

ID=82021128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/100322 WO2022228619A1 (en) 2021-04-29 2022-04-29 Emc filter device having a housing-mounted conductor structure; and power electronics module

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102021110991A1 (en)
WO (1) WO2022228619A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254078A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Sun Microsystems, Inc. Pcba mounting assembly for tool-less attachment and release
DE102010030917A1 (en) * 2009-08-18 2011-04-07 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Electromagnetic interference filter for automotive electrical systems
US20130119834A1 (en) * 2010-10-27 2013-05-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Inverter-integrated electric compressor
US20130322048A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Fixing mechanism and electronic device using the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005033664A1 (en) 2004-03-12 2005-12-29 Hirschmann Electronics Gmbh Electrically conducting housing for high-frequency electronic equipment has sides with ventilation holes and holes for plugs and has floor or lid carrying layer of spring steel with bent tongues at edges
DE202009012538U1 (en) 2009-09-17 2010-01-07 Sma Solar Technology Ag Device for mounting a printed circuit board on a base, in particular a housing
DE102011017314B4 (en) 2011-04-15 2020-09-03 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg Assembly method for assembling a printed circuit board in a housing as well as the associated assembly tool
DE102011056082A1 (en) 2011-12-06 2013-06-06 Hella Kgaa Hueck & Co. electronic module
EP3118961B1 (en) 2015-07-17 2019-06-05 "Condensator Dominit" Dr. Christian Dresel Gesellschaft für Leistungselektronik, Energietechnik und Netzqualität mbH Use of electrical network distortion energy using rectifier
DE102015216419B4 (en) 2015-08-27 2022-06-15 Vitesco Technologies GmbH Electronic device having a housing with a printed circuit board arranged therein

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254078A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Sun Microsystems, Inc. Pcba mounting assembly for tool-less attachment and release
DE102010030917A1 (en) * 2009-08-18 2011-04-07 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Electromagnetic interference filter for automotive electrical systems
US20130119834A1 (en) * 2010-10-27 2013-05-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Inverter-integrated electric compressor
US20130322048A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Fixing mechanism and electronic device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021110991A1 (en) 2022-11-03
DE112022002399A5 (en) 2024-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2510765B1 (en) Electronic control device
EP0588793B1 (en) Housing for motor vehicle electronics
WO1997027728A2 (en) Control device, especially for a motor vehicle
DE102005050314A1 (en) Connecting device for connecting an electrical conductor to a connecting line with a diode component
EP0368142B1 (en) Electronic control apparatus
DE102008062514A1 (en) Semiconductor module mounting structure
EP1784864A2 (en) Electric sub-assembly
WO2012076166A1 (en) Printed circuit board
WO1995011580A1 (en) Circuit-board device
DE2536957C2 (en) Electronic component
DE102008003787B4 (en) PCB layout
WO2022228616A1 (en) Emc filter device having a laminated conductor structure; and power electronics module
EP3581003A1 (en) Printed circuit board for an electric motor, method for producing a printed circuit board for an electric motor, and electric motor
WO2022228619A1 (en) Emc filter device having a housing-mounted conductor structure; and power electronics module
EP3667873A1 (en) Pump electronics
WO2022228617A1 (en) Emc filter device having an integrated current sensor and an integrated capacitor; and power electronics module
WO2022228618A1 (en) Emc filter device having a cover used for shielding purposes; and power electronics module
DE102013221120A1 (en) control device
DE102018007042B4 (en) Power electronics
DE10300175B4 (en) Electronic assembly with heat-dissipating housing part
WO2018011133A1 (en) Integrated electronic circuit
DE102013226172A1 (en) Circuit breaker device comprising a multi-layer substrate for mechanical arrangement and connection of electronic components
DE102022103760A1 (en) Capacitor, method of manufacture and use
DE102018219880B4 (en) POWER ELECTRICAL ARRANGEMENT
DE102018204553B4 (en) Power electronics module for automotive applications

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22730054

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112022002399

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112022002399

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22730054

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1