WO2024074261A1 - Elektrische komponente für ein kraftfahrzeug mit einem gehäuse und einer stützstruktur - Google Patents

Elektrische komponente für ein kraftfahrzeug mit einem gehäuse und einer stützstruktur Download PDF

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WO2024074261A1
WO2024074261A1 PCT/EP2023/074600 EP2023074600W WO2024074261A1 WO 2024074261 A1 WO2024074261 A1 WO 2024074261A1 EP 2023074600 W EP2023074600 W EP 2023074600W WO 2024074261 A1 WO2024074261 A1 WO 2024074261A1
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WO
WIPO (PCT)
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plane
housing
circuit board
electrical component
skeleton structure
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PCT/EP2023/074600
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rangarajan Venkatapathy
Jan Becker
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters

Definitions

  • the invention relates to an electrical component for a motor vehicle with a housing according to the type defined in the preamble of claim 1.
  • DE 102020 007296 A1 discloses a transmission with an integrated circuit board for power electronics for an electric motor. Due to the transmission architecture, the circuit board points towards the front crash area of the vehicle in which it is installed. Therefore, in the event of a vehicle crash, i.e. an impact or collision, the circuit board can be damaged.
  • DE 11 2009 000 022 B4 shows an electrical component for a motor vehicle with a housing having a base housing and a housing cover covering an opening in the base housing, with an inverter arranged within the housing, wherein the inverter has a circuit board.
  • DE 102017202 070 A1 shows an electrical component for a motor vehicle, wherein electronic components are arranged within a housing, wherein an elastic layer is introduced between the housing and the electronic components. It is the object of the present invention to provide an electrical component in which the sensitive parts of the electrical component in particular are effectively protected with relatively little effort.
  • the invention relates to an electrical component for a motor vehicle with a housing that has a base housing and a housing cover, wherein the housing cover covers an opening in the base housing.
  • the electrical component also has an inverter that is arranged within the housing, wherein the inverter has a circuit board that extends substantially parallel to a first plane.
  • the core of the electrical component according to the invention is formed by a protective structure having a skeleton structure that is arranged between the circuit board and the housing cover.
  • a skeleton structure protects the electronic components against point forces.
  • point forces that act on the housing cover in the event of a crash can be diverted laterally sufficiently well to avoid damage to the circuit board.
  • the invention provides that the circuit board is fixed to a carrier plate, wherein the circuit board is arranged between the carrier plate and the housing cover with respect to the spatial direction that is perpendicular to the first plane. Since the skeleton structure is preferably also arranged between the circuit board and the housing cover, the circuit board with the electronic elements can be protected. Furthermore, the invention provides that the protective structure has at least one first support element that is directly connected to the skeleton structure.
  • the first support element can in particular be designed as one piece with the skeleton structure. Furthermore, it can be supported directly or indirectly on the housing. The first support element can be used to divert forces originating from the skeleton structure in a targeted manner in a specific direction.
  • the invention provides that at least one first fastening means is included for fastening the carrier plate to the housing, wherein the at least one first support element extends from the skeleton structure to the at least one first fastening means.
  • the first fastening means can in particular be fixed to the housing cover.
  • the carrier plate can also initially be fixed to the housing cover and mounted together with the cover to the base housing.
  • the invention further provides at least one second fastening means by means of which the circuit board is fastened to the carrier plate, wherein the protective structure has at least one second support element which is directly connected to the skeleton structure and extends from the skeleton structure to the at least one second fastening means.
  • the board extends in the two spatial directions through which the first level is spanned.
  • At least a part of the housing cover can extend substantially parallel to the first plane.
  • the circuit board is therefore advantageously aligned substantially parallel to the housing cover.
  • the skeleton structure extends essentially along a second plane, wherein the second plane is arranged parallel to the first plane.
  • the second plane is preferably arranged between the first plane and the said part of the housing cover.
  • the skeleton structure is thus advantageously aligned essentially parallel to the circuit board and parallel to the said part of the housing cover.
  • a high-voltage component is arranged on the circuit board and on a side of the circuit board facing the housing cover.
  • the high-voltage component is an electronic element that must be protected from impact or destruction in the event of a crash.
  • an overall arrangement of the electrical component is designed such that the high-voltage component is arranged between the circuit board and the skeleton structure with respect to a spatial direction that is perpendicular to the first plane.
  • the carrier plate extends essentially along a third plane, wherein the third plane is arranged parallel to the first plane.
  • the third plane can therefore also be aligned parallel to the plane in which the housing cover is arranged.
  • the carrier plate, the circuit board, the high-voltage component, the skeleton structure and the housing cover prefferably be arranged one after the other in the order mentioned.
  • the first support element extends from the skeleton structure towards the carrier plate.
  • the protective structure advantageously has a plurality of first support elements.
  • the high-voltage component is particularly advantageously arranged between at least two of the first support elements.
  • a plane that is arranged parallel to the first plane and that intersects the high-voltage component also advantageously intersects the at least two first support elements.
  • the above-mentioned at least two first support elements and at least two first fastening means are included.
  • one of the two first support elements extends to one of the two first fastening means.
  • the high-voltage component is arranged between the two first fastening means, so that the high-voltage component does not cover the two first fastening means. That the high-voltage component covers the two said first fastening means is not covered means that there is no straight line which is arranged perpendicular to the first plane and which intersects both the high-voltage component and one of the two first fastening means.
  • a further advantageous embodiment can provide that the at least one first support element is arranged substantially perpendicular to the first plane. This allows the force to be transmitted particularly well to the support structure.
  • the electrical component preferably has a plurality of second fastening means.
  • the circuit board does not carry any electronic component in the region of the second fastening means, i.e. the circuit board surface is accessible, i.e. no electronic component is arranged such that it covers one of the second fastening elements, i.e. there is no straight line that is arranged perpendicular to the first plane and that intersects both an electronic component and one of the second fastening elements.
  • the second support element does not press directly onto the circuit board, but is supported directly on the carrier plate via the second fastening means. This can also prevent damage to the circuit board.
  • the electrical component advantageously comprises both first fastening means and first support elements as well as second fastening means and second support elements. However, it is also possible to use only first fastening means combined with first support elements or only second fastening means combined with second support elements.
  • the housing cover has a metal sheet, wherein the metal sheet is arranged at least in regions essentially parallel to the first plane and overlapping or covering the skeleton structure.
  • the metal sheet is preferably arranged on an inner side of the housing cover.
  • the metal sheet is preferably aligned between the skeleton structure and a plastic shell of the housing cover. It can therefore contact the skeleton structure and serve to transfer the forces from the cover to the skeleton structure.
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of the electrical component in a side view
  • Fig. 2 shows a possible embodiment of the electrical component in a front view
  • FIG. 3 is an enlargement of the illustration in Figure 1.
  • a possible embodiment of the electrical component 1 is shown schematically in a side view, with Fig. 3 showing an enlarged view of a portion of the illustration in Fig. 1.
  • This has a housing 2 with a base housing 3 and a base housing cover or housing cover 4.
  • An inverter 5 with a circuit board 6 is arranged inside the housing 2.
  • Electronic elements in the form of a high-voltage component 17 are located on the circuit board 6.
  • a control unit 18 therefore comprises, for example, the circuit board 6 in the oil and additionally a cover on the front of the vehicle, whereby the control unit 18 does not have its own housing.
  • a protective structure 8 is arranged between the circuit board 6 and the housing cover 4.
  • the protective structure 8 is designed as a skeleton structure 9, for example shown in Fig. 2.
  • a gear set 20 and an electric motor with an AC connection 21 are provided inside the housing 2.
  • a recess 19 for a steering system can optionally be provided on the underside of the housing.
  • the illustration shows a side view and not a cross-section, since not all components are shown in this plane.
  • the skeleton structure has rod-shaped webs 25 and nodes 26, wherein a part of the webs 25 are connected to one another at the nodes 26.
  • the possible embodiment of the electrical component 1 shown from the side in Fig. 1 is shown schematically in a view from the front in Fig. 2.
  • the same components are provided with the same reference numerals so that they can be referred to in detail need not be discussed further.
  • the protective structure 8 can be seen with the skeleton structure 9 as well as with the first support elements 13 and with the second support elements 16.
  • the skeleton structure 9 is advantageously firmly connected to the first support elements 13 and firmly connected to the second support elements 16.
  • the first support elements 13 and also the second support elements 16 extend from the skeleton structure 9 in the direction of the circuit board 6.
  • the support elements 13, 16 advantageously extend in a direction that is arranged perpendicular to a first plane 7.
  • At least one of the first support elements 13 and at least one of the second support elements 16 extends from one of the nodes 26 of the skeleton structure 9.
  • all nodes 26 of the skeleton structure 9 are arranged such that they are combined with or in contact with one of the support elements 13, 16.
  • the skeletal structure particularly advantageously extends essentially in two spatial directions and is advantageously aligned parallel to the first plane 7.
  • First fastening means 14 are designed to fasten a carrier plate 11 to the housing 2.
  • Second fastening means 15 are designed to fasten the circuit board 6 to the carrier plate 11.
  • the circuit board 6 is fixed to the carrier plate 11, wherein the circuit board 6 is arranged between the carrier plate 11 and the housing cover 4.
  • An AC connection 21 of the inverter 5 to an electric motor 22 can be seen on the carrier plate 11.
  • a differential gear 23 is shown schematically in Fig. 2.
  • Fig. 3 shows a detail from Fig. 1, wherein the protective structure 8 with the skeleton structure 9 is shown enlarged. It can be seen that the housing cover 4 extends essentially parallel to the first plane 7.
  • the housing cover 4 also has a metal sheet 4'.
  • the metal sheet 4' can form a particularly advantageous protective structure 8 in combination with the skeleton structure 9 in order to prevent damage to the carrier plate 11 or the inverter 5, and for example an inverter cooling plate 5'.
  • the metal sheet 4' is advantageously arranged between a plastic shell 4" of the housing cover 4 and the skeleton structure 9.
  • the skeleton structure 9 is essentially aligned along a second plane 10, wherein the second plane 10 is arranged parallel to the first plane 7. Particularly advantageously, at least some of the rod-shaped webs of the skeleton structure are arranged in the second plane.
  • the carrier plate 11 is arranged essentially along a third plane 12, wherein the third plane 12 is arranged parallel to the first plane 7.
  • the carrier plate 11 extends essentially in two spatial directions of the carrier plate 11, wherein these two spatial directions of the carrier plate 11 span the third plane.
  • the high-voltage component 17 is arranged between two first support elements 13.
  • the high-voltage component is arranged between two second support elements 16. Forces that act on the skeleton structure 9 from the direction of the housing cover 4 can thus be diverted past the high-voltage component 17 via the first support elements 13 to the first fastening means 14 and via the second support elements 16 to the second fastening means 15.
  • the high-voltage component 17 can be effectively prevented from being damaged.
  • the protection of the high-voltage component 17 is nevertheless achieved with relatively little effort, since the special, inexpensively manufactured protective structure 8 is used in conjunction with the first fastening means 14 and/or second fastening means 15 that are required anyway and interacts with them.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrische Komponente (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), das ein Grundgehäuse (3) und einen Gehäusedeckel (4), der eine Öffnung in dem Grundgehäuse abdeckt, aufweist, mit einem Inverter (5), der innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, wobei der Inverter (5) eine Platine (6) aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zu einer ersten Ebene (7) erstreckt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzstruktur (8) umfasst ist, aufweisend eine Skelettstruktur (9), die zwischen der Platine (6) und dem Gehäusedeckel (4) angeordnet ist.

Description

Elektrische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse und einer Stützstruktur
Die Erfindung betrifft eine elektrische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Prinzipiell sind elektrische Komponenten für ein Kraftfahrzeug aus dem Stand der Technik bekannt.
Aus der DE 102020 007296 A1 ist ein Getriebe mit einer darin integrierten Platine einer Leistungselektronik für einen Elektromotor bekannt. Die Platine zeigt aufgrund der Getriebearchitektur in Richtung des Frontcrashbereichs des Fahrzeugs, in welchem es verbaut ist. Daher kann es im Fall eines Crashs des Fahrzeuges, d. h. eines Aufpralls oder Zusammenstoßes, zu Beschädigungen der Platine kommen.
Die DE 10 2019 131 818 A1 beschäftigt sich unter anderem mit der Crashsicherheit von Batterien, wobei ein Exoskelett zur Crash-Stabilisierung eines Gehäuses eingesetzt wird.
Die DE 11 2009 000 022 B4 zeigt eine elektrische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, das ein Grundgehäuse und einen Gehäusedeckel, der eine Öffnung in dem Grundgehäuse abdeckt, aufweist, mit einem Inverter, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Inverter eine Platine aufweist.
Die DE 102017202 070 A1 zeigt eine elektrische Komponente für ein Kraftfahrzeug, wobei innerhalb eines Gehäuses elektronische Bauteile angeordnet sind, wobei zwischen Gehäuse und elektronischen Bauteilen eine elastische Schicht eingebracht ist. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Komponente zu schaffen, bei welcher mit verhältnismäßig geringem Aufwand speziell die empfindlichen Teile der elektrischen Komponente wirkungsvoll geschützt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektrische Komponente mit den Merkmalen im Anspruch 1 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Es wird ausgegangen von einer elektrischen Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, das ein Grundgehäuse und einen Gehäusedeckel aufweist, wobei der Gehäusedeckel eine Öffnung in dem Grundgehäuse abdeckt. Ferner weist die elektrische Komponente einen Inverter auf, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Inverter eine Platine aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zu einer ersten Ebene erstreckt.
Den erfindungsgemäßen Kern der elektrischen Komponente bildet eine Schutzstruktur, aufweisend eine Skelettstruktur, die zwischen der Platine und dem Gehäusedeckel angeordnet ist. Durch eine derartige Skelettstruktur werden die Elektronikkomponenten gegen punktuelle Kräfte geschützt. Insbesondere durch eine Kombination von der Skelettstruktur mit dem Gehäusedeckel können punktuelle Kräfte, die in einem Crashfall auf den Gehäusedeckel einwirken, ausreichend gut seitlich abgeleitet werden, um eine Beschädigung der Platine zu vermeiden.
Mit dem Merkmal, dass sich ein Bauteil im Wesentlichen parallel zu einer Ebene erstreckt ist gemeint, dass sich das Bauteil hauptsächlich parallel zu den zwei Raumrichtungen erstreckt, durch die die Ebene aufgespannt wird.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Platine auf einer Trägerplatte fixiert ist, wobei die Platine hinsichtlich der Raumrichtung, die senkrecht auf der ersten Ebene steht, zwischen der Trägerplatte und dem Gehäusedeckel angeordnet ist. Da bevorzugt zwischen der Platine und dem Gehäusedeckel ebenso die Skelettstruktur angeordnet ist, kann die Platine mit den Elektronikelementen geschützt werden. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schutzstruktur zumindest ein erstes Abstützelement aufweist, das unmittelbar mit der Skelettstruktur verbunden ist. Das erste Abstützelement kann insbesondere einstückig mit der Skelettstruktur ausgeführt sein. Weiterhin kann es direkt oder indirekt an dem Gehäuse abgestützt sein. Durch das erste Abstützelement können Kräfte, ausgehend von der Skelettstruktur, gezielt in eine Bestimmte Richtung abgeleitet werden.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Befestigung der Trägerplatte an dem Gehäuse zumindest ein erstes Befestigungsmittel umfasst ist, wobei sich das zumindest eine erste Abstützelement von der Skelettstruktur zu dem zumindest einen ersten Befestigungsmittel erstreckt. Das erste Befestigungsmittel kann insbesondere an dem Gehäusedeckel fixiert sein. In einer weiteren Ausführung kann die Trägerplatte auch zunächst an dem Gehäusedeckel fixiert sein und mitsamt dem Deckel an dem Grundgehäuse montiert sein.
Die Erfindung sieht ferner zumindest ein zweites Befestigungsmittel vor, mittels welcher die Platine an der Trägerplatte befestigt ist, wobei die Schutzstruktur zumindest ein zweites Abstützelement aufweist, welches unmittelbar mit der Skelettstruktur verbunden ist und sich von der Skelettstruktur zu dem zumindest einen zweiten Befestigungsmittel erstreckt.
Besonders vorteilhaft erstreckt sich die Platine in den zwei Raumrichtungen, durch die die erste Ebene aufgespannt wird.
Bevorzugt kann sich zumindest ein Teil des Gehäusedeckels im Wesentlichen parallel zu der ersten Ebene erstrecken. Die Platine ist folglich vorteilhafterweise im Wesentlichen parallel zu dem Gehäusedeckel ausgerichtet.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass sich die Skelettstruktur im Wesentlichen entlang einer zweiten Ebene erstreckt, wobei die zweite Ebene parallel zu der ersten Ebene angeordnet ist. Die zweite Ebene ist bevorzugt zwischen der ersten Ebene und dem besagten Teil des Gehäusedeckels angeordnet. Die Skelettstruktur ist somit vorteilhaft im Wesentlichen parallel zu der Platine und parallel zu dem besagten Teil des Gehäusedeckels ausgerichtet. Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass eine Hochvoltkomponente auf der Platine sowie auf einer dem Gehäusedeckel zugewandten Seite der Platine angeordnet ist. Die Hochvoltkomponente ist ein Elektronikelement, das bei einem Crash vor einem Aufprall bzw. vor Zerstörung geschützt werden muss.
Besonders vorteilhaft ist eine Gesamtanordnung der elektrischen Komponente derart gestaltet, dass die Hochvoltkomponente hinsichtlich einer Raumrichtung, die senkrecht zu der ersten Ebene steht, zwischen der Platine und der Skelettstruktur angeordnet ist.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann es dabei vorgesehen sein, dass sich die Trägerplatte im Wesentlichen entlang einer dritten Ebene erstreckt, wobei die dritte Ebene parallel zu der ersten Ebene angeordnet ist. Auch die dritte Ebene kann daher parallel zu der Ebene ausgerichtet sein, in welcher der Gehäusedeckel angeordnet ist.
Hinsichtlich der Raumrichtung, die senkrecht auf der ersten Ebene steht, sind besonders vorteilhaft die Trägerplatte, die Platine, die Hochvoltkomponente, die Skelettstruktur und der Gehäusedeckel in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet.
Vorteilhaft erstreckt sich das erste Abstützelement ausgehend von der Skelettstruktur in Richtung zu der Trägerplatte.
Vorteilhaft weist die Schutzstruktur mehrere erste Abstützelemente auf. Besonders vorteilhaft ist die Hochvoltkomponente zwischen zumindest zwei der ersten Abstützelemente angeordnet. Vorteilhaft schneidet eine Ebene, die parallel zu der ersten Ebene angeordnet ist und die die Hochvoltkomponente schneidet, auch die zumindest zwei ersten Abstützelemente.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass die oben genannten zumindest zwei ersten Abstützelemente und zumindest zwei erste Befestigungsmittel umfasst sind. Besonders vorteilhaft erstreckt sich dabei jeweils eines der beiden ersten Abstützelemente zu einem der beiden ersten Befestigungsmittel. Besonders vorteilhaft ist die Hochvoltkomponente zwischen den beiden ersten Befestigungsmitteln angeordnet, so dass die Hochvoltkomponente die beiden genannten ersten Befestigungsmittel nicht überdeckt. Dass die Hochvoltkomponente die beiden genannten ersten Befestigungsmittel nicht überdeckt bedeutet, dass es keine Gerade gibt, die senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet ist und die sowohl die Hochvoltkomponente als auch eines der beiden ersten Befestigungsmittel schneidet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass das zumindest eine erste Abstützelement im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet ist. Dadurch kann die Kraft besonders gut auf die Stützstruktur übertragen werden.
Vorzugsweise weist die elektrische Komponente mehrere zweite Befestigungsmittel auf. Vorteilhafterweise trägt die Platine im Bereich der zweiten Befestigungsmittel keine Elektronikkomponente, d.h. die Platinenoberfläche ist zugänglich, d.h. es ist keine Elektronikkomponente derart angeordnet, dass sie eines der zweiten Befestigungselemente überdeckt, d.h. es gibt keine Gerade, die senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet ist und die sowohl eine Elektronikkomponente als auch eines der zweiten Befestigungselemente schneidet.
Vorteilhaft drückt das zweite Abstützelement nicht direkt auf die Platine, sondern wird über das zweite Befestigungsmittel direkt an der Trägerplatte abgestützt. Auch dadurch kann eine Beschädigung der Platine verhindert werden.
Vorteilhaft umfasst die elektrische Komponente sowohl erste Befestigungsmittel und erste Abstützelemente als auch zweite Befestigungsmittel und zweite Abstützelemente. Es ist aber auch möglich, dass nur erste Befestigungsmittel kombiniert mit ersten Abstützelementen oder nur zweite Befestigungsmittel kombiniert mit zweiten Abstützelementen eingesetzt werden.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass der Gehäusedeckel ein Metallblech aufweist, wobei das Metallblech zumindest bereichsweise im Wesentlichen parallel zu der ersten Ebene und überlappend beziehungsweise überdeckend zu der Skelettstruktur angeordnet ist. Das Metallblech ist bevorzugt auf einer Innenseite des Gehäusedeckels angeordnet. Das Metallblech ist vorzugsweise zwischen der Skelettstruktur ausgerichtet und einer Kunststoffschalte des Gehäusedeckels angeordnet. Es kann daher die Skelettstruktur kontaktieren und zur Übertragung der Kräfte aus dem Deckel in die Skelettstruktur dienen. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen elektrischen Komponente ergeben sich ferner aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der elektrischen Komponente in einer Seitenansicht;
Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform der elektrischen Komponente in einer Frontansicht;
Fig. 3 eine Vergrößerung aus der Darstellung in Figur 1.
In der Darstellung der Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform der elektrischen Komponente 1 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt, wobei Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Darstellung der Fig. 1 wiedergibt. Diese weist ein Gehäuse 2 mit einem Grundgehäuse 3 und einem Grundgehäusedeckel bzw. Gehäusedeckel 4 auf. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Inverter 5 mit einer Platine 6 angeordnet. Auf der Platine 6 befinden sich Elektronikelemente in Gestalt einer Hochvoltkomponente 17. Ein Steuergerät 18 umfasst daher beispielsweise die Platine 6 im Öl und zusätzlich einen Deckel auf einer Fahrzeugvorderseite, wobei das Steuergerät 18 kein eigenes Gehäuse aufweist. Eine Schutzstruktur 8 ist zwischen der Platine 6 und dem Gehäusedeckel 4 angeordnet. Die Schutzstruktur 8 ist als Skelettstruktur 9 ausgebildet, beispielsweise dargestellt in Fig. 2. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Getrieberadsatz 20 sowie ein Elektromotor mit einem AC-Anschluss 21 vorgesehen. An der Unterseite des Gehäuses kann optional eine Ausnehmung 19 für eine Lenkung vorgesehen sein. Die Darstellung zeigt eine Seitenansicht und kein Schnittbild, da nicht alle Komponenten in dieser Ebene dargestellt sind.
Besonders vorteilhaft weist die Skelettstruktur stabförmige Stege 25 sowie Knotenpunkte 26 auf, wobei an den Knotenpunkten 26 jeweils ein Teil der Stege 25 miteinander verbunden sind.
Die in Fig. 1 von der Seite gezeigte mögliche Ausführungsform der elektrischen Komponente 1 ist in Fig. 2 schematisch in einer Ansicht von vorne gezeigt. Dieselben Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass hierauf im Detail nicht weiter eingegangen werden muss. Die Schutzstruktur 8 ist mit der Skelettstruktur 9 sowie mit ersten Abstützelementen 13 und mit zweiten Abstützelementen 16 erkennbar. Die Skelettstruktur 9 ist vorteilhaft fest mit den ersten Abstützelementen 13 und fest mit den zweiten Abstützelementen 16 verbunden.
Die ersten Abstützelemente 13 und auch die zweiten Abstützelemente 16 erstrecken sich ausgehend von der Skelettstruktur 9 in Richtung zu der Platine 6. Die Abstützelemente 13, 16 erstrecken sich vorteilhaft in einer Richtung, die senkrecht zu einer ersten Ebene 7 angeordnet ist.
Vorteilhaft erstreckt sich zumindest eines der ersten Abstützelemente 13 und zumindest eines der zweiten Abstützelemente 16 ausgehend von einem der Knotenpunkte 26 der Skelettstruktur 9.
Besonders vorteilhaft sind alle Knotenpunkte 26 der Skelettstruktur 9 derart angeordnet, dass sie mit einem der Abstützelemente 13, 16 kombiniert beziehungsweise in Berührung sind.
Die Skelettstruktur erstreckt besonders vorteilhaft sich im Wesentlichen in zwei Raumrichtungen und ist vorteilhaft parallel zu der ersten Ebene 7 ausgerichtet.
Erste Befestigungsmittel 14 sind dazu ausgebildet, eine Trägerplatte 11 an dem Gehäuse 2 zu befestigen.
Zweite Befestigungsmittel 15 sind dazu ausgebildet, die Platine 6 an der Trägerplatte 11 zu befestigen. Die Platine 6 ist auf der Trägerplatte 11 fixiert, wobei die Platine 6 zwischen der Trägerplatte 11 und dem Gehäusedeckel 4 angeordnet ist. An der Trägerplatte 11 ist ein AC-Anschluss 21 des Inverters 5 zu einem Elektromotor 22 erkennbar. In Fig. 2 ist ein Differentialgetriebe 23 schematisch dargestellt.
Fig. 3 zeigt ein Detail aus Fig. 1, wobei die Schutzstruktur 8 mit der Skelettstruktur 9 vergrößert dargestellt ist. Dabei ist erkennbar, dass sich der Gehäusedeckel 4 im Wesentlichen parallel zu der ersten Ebene 7 erstreckt. Der Gehäusedeckel 4 weist zudem ein Metall blech 4‘ auf. Das Metallblech 4‘ kann in Kombination mit der Skelettstruktur 9 eine besonders vorteilhafte Schutzstruktur 8 ausbilden, um eine Beschädigung der Trägerplatte 11 bzw. des Inverters 5, und beispielsweise einer Inverter-Kühlplatte 5‘, zu verhindern. Vorteilhaft ist das Metallblech 4‘ zwischen einer Kunststoffschale 4“ des Gehäusedeckels 4 und der Skelettstruktur 9 angeordnet.
Die Skelettstruktur 9 ist im Wesentlichen entlang einer zweiten Ebene 10 ausgerichtet, wobei die zweite Ebene 10 parallel zu der ersten Ebene 7 angeordnet ist. Besonders vorteilhaft sind dabei zumindest einige der stabförmigen Stege der Skelettstruktur in der zweiten Ebene angeordnet.
Die Trägerplatte 11 ist im Wesentlichen entlang einer dritten Ebene 12 angeordnet, wobei die dritte Ebene 12 parallel zu der ersten Ebene 7 angeordnet ist. Die Trägerplatte 11 erstreckt sich im Wesentlichen in zwei Raumrichtungen der Trägerplatte 11, wobei diese zwei Raumrichtungen der Trägerplatte 11 die dritte Ebene aufspannen. Es ist erkennbar, dass die Hochvoltkomponente 17 zwischen zwei ersten Abstützelementen 13 angeordnet ist. Außerdem ist die Hochvoltkomponente zwischen zwei zweiten Abstützelementen 16 angeordnet. Kräfte, die aus der Richtung des Gehäusedeckels 4 auf die Skelettstruktur 9 einwirken, können somit an der Hochvoltkomponente 17 vorbei über die ersten Abstützelemente 13 zu den ersten Befestigungsmitteln 14 sowie über die zweiten Abstützelemente 16 zu den zweiten Befestigungsmitteln 15 abgeleitet werden. Es kann wirksam verhindert werden, dass die Hochvoltkomponente 17 beschädigt wird. Der Schutz der Hochvoltkomponente 17 erfolgt dabei dennoch mit verhältnismäßig geringem Aufwand, da die spezielle, günstig herstellbare Schutzstruktur 8 in Verbindung mit ohnehin benötigten ersten Befestigungsmitteln 14 und/oder zweiten Befestigungsmitteln 15 eingesetzt wird und mit diesen zusammenwirkt.

Claims

Patentansprüche Elektrische Komponente (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), das ein Grundgehäuse (3) und einen Gehäusedeckel (4), der eine Öffnung in dem Grundgehäuse abdeckt, aufweist, mit einem Inverter (5), der innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, wobei der Inverter (5) eine Platine (6) aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zu einer ersten Ebene (7) erstreckt, gekennzeichnet durch eine Schutzstruktur (8), welche eine Skelettstruktur (9) aufweist, die zwischen der Platine (6) und dem Gehäusedeckel (4) angeordnet ist, wobei die Platine (6) auf einer Trägerplatte (11) fixiert ist, wobei die Platine (6) zwischen der Trägerplatte (11) und dem Gehäusedeckel (4) angeordnet ist, wobei die Schutzstruktur (8) zumindest ein erstes Abstützelement (13) aufweist, das unmittelbar mit der Skelettstruktur (9) verbunden ist, wobei zur Befestigung der Trägerplatte (11) an dem Gehäuse (2) zumindest ein erstes Befestigungsmittel (14) umfasst ist, wobei sich das zumindest eine erste Abstützelement (13) von der Skelettstruktur (9) zu dem zumindest einen ersten Befestigungsmittel (14) erstreckt, wobei zumindest ein zweites Befestigungsmittel (15) umfasst ist, mittels welcher die Platine (6) an der Trägerplatte (11) befestigt ist, wobei die Schutzstruktur (8) zumindest ein zweites Abstützelement (16) aufweist, welches unmittelbar mit der Skelettstruktur (9) verbunden ist und sich von der Skelettstruktur (9) zu dem zumindest einen zweiten Befestigungsmittel (15) erstreckt. Elektrische Komponente (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teil des Gehäusedeckels (4) im Wesentlichen parallel zu der ersten Ebene (7) erstreckt. Elektrische Komponente (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Skelettstruktur (9) im Wesentlichen entlang einer zweiten Ebene (10) erstreckt, wobei die zweite Ebene (10) parallel zu der ersten Ebene (7) angeordnet ist. Elektrische Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochvoltkomponente (17) auf der Platine (6) sowie auf einer dem Gehäusedeckel (4) zugewandten Seite der Platine (6) angeordnet ist. Elektrische Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trägerplatte (11) im Wesentlichen entlang einer dritten Ebene (12) erstreckt, wobei die dritte Ebene (12) parallel zu der ersten Ebene (7) angeordnet ist. Elektrische Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei erste Abstützelemente (13) und zumindest zwei erste Befestigungsmittel (14) umfasst sind. Elektrische Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine erste Abstützelement (13) im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Ebene (7) angeordnet ist. Elektrische Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (4) ein Metallblech (4‘) aufweist, wobei das Metallblech zumindest bereichsweise im Wesentlichen parallel zu der ersten Ebene (7) und überlappend zu der Skelettstruktur (9) angeordnet ist.
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