DE102021110991A1 - EMV-Filtervorrichtung mit einer gehäuseseitig festgelegten Leiterstruktur; sowie Leistungselektronikmodul - Google Patents

EMV-Filtervorrichtung mit einer gehäuseseitig festgelegten Leiterstruktur; sowie Leistungselektronikmodul Download PDF

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Markus Kneissler
Bao Ngoc An
Johannes Herrmann
Nicolai Gramann
Thorsten Rittgerott
Mihai Cretu
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine EMV-Filtervorrichtung (1) für eine Leistungselektronik einer elektrischen Maschine, mit einer elektrischen Leiterstruktur (2), zumindest einer mit der Leiterstruktur (2) gekoppelten Kapazität (3a, 3b) und zumindest einer mit der Leiterstruktur (2) zusammenwirkenden Induktivität (4a, 4b), wobei die Leiterstruktur (2) zumindest zwei einzelne voneinander isolierte Leitschichten (6a, 6b) aufweist und über zumindest einen Befestigungsvorsprung (37) an einem gehäusefesten Bereich (14) formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Leistungselektronikmodul (20) mit dieser EMV-Filtervorrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine EMV-Filtervorrichtung für eine Leistungselektronik einer elektrischen Maschine, vorzugsweise einer als Antriebsmaschine in einem Kraftfahrzeug eingesetzten elektrischen Maschine.
  • 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.
  • 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.
  • 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-Filtervorrichtung möglichst robust ausgestaltet.
  • Die hierin verwendete Abkürzung „EMV“ steht für Elektromagnetische Verträglichkeit“. Demgemäß ist eine EMV-Filtervorrichtung eine Filtervorrichtung, die die elektromagnetische Verträglichkeit einer Vorrichtung, zum Beispiel eines Leistungselektronikmoduls, gewährleistet bzw. verbessert, mit der die Filtervorrichtung gekoppelt ist.
  • Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Demnach ist es des Weiteren von Vorteil, wenn der zumindest eine Befestigungsvorsprung durch einen mit einem Hinterschnitt versehenen Stift gebildet ist. Dies ermöglicht eine möglichst einfache Montage durch ein Aufklicken der Leiterstruktur an dem gehäusefesten Bereich.
  • Für eine robuste Aufnahme der Leiterstruktur ist es auch zweckmäßig, wenn der zumindest eine Befestigungsvorsprung stoffeinteilig mit dem gehäusefesten Bereich ausgebildet ist oder an dem gehäusefesten Bereich befestigt ist.
  • Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Leiterstruktur ein Durchgangsloch aufweist, durch das der zumindest eine Befestigungsvorsprung hindurchragt. Dadurch kann die Leiterstruktur an beliebigen Stellen platzsparend abgestützt werden.
  • 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.
  • Diesbezüglich ist es auch von Vorteil, wenn das Verriegelungselement derart federnd ausgebildet ist, dass es bei einem Aufschieben der Leiterstruktur auf den Befestigungsvorsprung aufgeweitet wird und bei Erreichen des Hinterschnittes des Befestigungsvorsprungs in diesen Hinterschnitt zurückspringt, sodass ein erneutes Herausziehen des Befestigungsvorsprungs aus der Leiterstruktur durch das Verriegelungselement 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 Bereichs in der montierten Stellung vorgespannt ist. Dadurch liegt die Leiterstruktur fest an dem gehäusefesten Bereich an bzw. ist direkt oder indirekt an diesem abgestützt.
  • 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 herstellen. Bevorzugt besteht der zumindest eine Befestigungsvorsprung, weiter bevorzugt auch das Verriegelungselement, aus elektrisch leitenden 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 verformbar, dass die Leiterstruktur mit einer gewissen Vorspannung zum gehäusefesten Bereich hin aufgenommen ist. Dadurch ergibt sich ein möglichst stabiler Verbund der Leiterstruktur mit dem gehäusefesten Bereich.
  • Wenn zwischen den einzelnen Leitschichten der Leiterstruktur eine Isolationsfolie angeordnet ist, wird die Leiterstruktur möglichst kompakt aufgebaut.
  • Diesbezüglich ist es ebenfalls zweckmäßig, wenn die Leiterstruktur in ihrer Gesamtheit nach außen / an ihrer Außenseite von einer Isolationsfolie umgeben / eingehüllt ist.
  • 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 Kondensatorenanordnung elektrisch verbundenen, erfindungsgemäßen EMV-Filtervorrichtung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
  • Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn mehrere Kondensatoren der Kondensatorenanordnung 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.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn ein Stromeingang des Leistungselektronikmoduls unmittelbar durch die Leiterstruktur ausgebildet ist und ein Stromausgang des Leistungselektronikmoduls durch die Kondensatorenanordnung ausgebildet ist.
  • 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 laminierten Bus-Bar aufgebaut. Der laminierte Bus-Bar weist zumindest zwei elektrische Leitschichten auf, die voneinander isoliert sind. Die laminierte Bus-Bar weist Durchgangslöcher an vorbestimmten Positionen auf. Befestigungspins (Befestigungsvorsprünge), die vorzugsweise in dem Inverter-Gehäuse oder einer anderen Wärmesenke integriert sind, sind durch diese Durchgangslöcher hindurchgeschoben. Ein Verriegelungselement ist vorgesehen, um die laminierte Bus-Bar relativ zu dem Befestigungspin zu sichern. Vorzugsweise ist ein hitzeleitfähiges Material (Schicht) zwischen dem laminierten Bus-Bar und dem Inverter-Gehäuse oder der Wärmesenke angeordnet.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße EMV-Filtervorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Bestandteil einer Invertereinheit,
    • 2 eine Querschnittsdarstellung der EMV-Filtervorrichtung nach 1, sodass eine zwischen einer Leiterstruktur und einem gehäusefesten Bereich angeordnete, wärmeleitende Schicht und zwei zur Abschirmung dienende Seitenwände zu erkennen sind, sowie
    • 3 eine Schnittdarstellung der EMV-Filtervorrichtung nach 1 in einem Bereich eines die Leiterstruktur abstützenden Befestigungsvorsprungs des gehäusefesten Bereichs.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Mit 1 ist eine erfindungsgemäße EMV-Filtervorrichtung 1 übersichtlich zu erkennen. Die EMV-Filtervorrichtung 1 ist in dieser Ausführung als eigenständiges Modul umgesetzt, in weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen jedoch auch unmittelbar als Bestandteil eines Leistungselektronikmoduls 20 / einer Invertereinheit 11 ausgebildet. Die Invertereinheit 11 bildet dann wiederum einen Bestandteil des in 1 allgemein angedeuteten Leistungselektronikmoduls 20 / einer Leistungselektronik für eine elektrische Maschine. Die EMV-Filtervorrichtung 1 ist somit in einer Leistungselektronik einer bevorzugt als Antriebsmaschine ausgebildeten elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt.
  • Die EMV-Filtervorrichtung 1 weist, wie auch in den 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 Hochstromleiterplatte, umgesetzt. Die alternativ auch als Busbar oder Stromsammelschiene bezeichnete Leiterstruktur 2 weist mehrere in 2 angedeutete, voneinander isolierte Leitschichten 6a, 6b auf. Die Leitschichten 6a, 6b liegen flächig / koplanar aufeinander auf und bilden in Gänze die Leiterstruktur 2 / Sammelschiene 5 aus. Zwischen den Leitschichten 6a, 6b, wie ebenfalls in 2 angedeutet, ist eine Isolationsfolie 7 zwischengelegt, die unmittelbar zur Isolierung der beiden Leitschichten 6a, 6b relativ zueinander dient. Auch ist die Leiterstruktur 2, d. h. die Gesamtheit an Leitschichten 6a, 6b, von ihrer Außenseite her durch eine solche Isolationsfolie 7 abgedichtet. In weiteren Ausführungen besteht die Leiterstruktur 2 auch aus mehr als zwei, etwa drei oder vier, Leitschichten 6a, 6b.
  • Die Leiterstruktur 2 weist einen im Wesentlichen plattenförmigen Aufbau auf. Die Leiterstruktur 2 weist gemäß der Ausbildung als EMV-Filtervorrichtung 1 zwei Induktivitäten 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.
  • 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 beiden Anschlüsse 10a, 10b bilden nicht nur einen Stromeingang der EMV-Filtervorrichtung 1, sondern auch einen Stromeingang 16 der Invertereinheit 11 und des Leistungselektronikmoduls 20.
  • Des Weiteren sind auf der Leiterstruktur 2 zwei Kapazitäten 3a, 3b in Form von Kondensatoren, aufgesetzt / aufgebracht. Die beiden Kapazitäten 3a, 3b bilden somit zwei erste elektronische Komponenten 21, die auf der Leiterstruktur 2 aufgenommen / befestigt sind. Die jeweilige erste elektronische Komponenten 21 ist vorzugsweise auf der Leiterstruktur 2 stoffschlüssig fixiert, etwa angelötet oder angeschweißt.
  • Eine weitere zweite elektronische Komponente 22, die auf der Leiterstruktur 2 aufgenommen / befestigt ist, ist als Stromsensor 24 realisiert und dient somit zum Erfassen eines elektrischen Stroms (1 und 2). Der Stromsensor 24 ist über eine Schweißstelle 36 an der Leiterstruktur 2 angebracht.
  • Des Weiteren ist eine dritte elektronische Komponente 23 in Form eines Entladewiderstandes 25 auf der Leiterstruktur 2 aufgenommen / befestigt (1). Auch die dritte elektronische Komponente 23 ist vorzugsweise auf der Leiterstruktur 2 stoffschlüssig fixiert.
  • 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.
  • In 1 ist auch veranschaulicht, dass die Leiterstruktur 2 mit einer Kondensatorenanordnung 12 der Invertereinheit 11 verbunden ist. Eine entsprechende Anbindung findet 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 Kondensatorenanordnung 12 aufweisenden Invertereinheit 11. Die Kondensatoren 26 sind als diskrete Kondensatoren 26 umgesetzt und beispielhaft in zwei parallelen Reihen angeordnet.
  • Die Invertereinheit 11 weist ein Gehäuse 13 auf, das auch als Invertergehäuse bezeichnet ist. Dieses Gehäuse 13 umhaust sowohl die Kondensatorenanordnung 12 als auch die EMV-Filtervorrichtung 1 mit der Leiterstruktur 2. Es sei jedoch wiederum darauf hingewiesen, dass in weiteren Ausführungen die EMV-Filtervorrichtung 1 ein eigenes Gehäuse aufweist, das dann fest an dem Gehäuse 13 angebracht ist.
  • In 2 ist diesbezüglich zu erkennen, dass die Leiterstruktur 2 mit ihren elektronischen Komponenten 21, 22, 23 und den Induktivitäten 4a, 4b auf einem gehäusefesten Bereich 14 aufgesetzt ist. Der gehäusefeste Bereich 14 ist hier unmittelbar als ein plattenförmiger Bereich umgesetzt und als Bestandteil der EMV-Filtervorrichtung 1 zugeordnet.
  • Der gehäusefeste Bereich 14 ist direkt bei Einsatz in der Invertereinheit 11 mit dem Gehäuse 13 weiter verbunden. In weiteren Ausführungen ist der gehäusefeste Bereich 14 auch auf andere Weise als eine Wärmesenke, die mit dem Gehäuse 13 weiter verbunden ist, ausgebildet.
  • Mit 2 ist auch zu erkennen, dass ein Deckel 29 vorhanden ist, der dann zusammen 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 elektronischen Komponenten 21, 22, 23 angebracht.
  • Ferner sind die beiden Kerne 8a, 8b über eine Klebeverbindung 34 mit dem gehäusefesten 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 Ausführungsformen eine eine Abschirmung bildende Abdeckung 27 durch den Deckel 29 mit ausgebildet 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.
  • Diesbezüglich ist in 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 Dichtungsband 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.
  • Die Seitenwände 30 sind separat zu dem Deckel 29 ausgeformt und an diesem angebracht / 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.
  • Aus 2 auch zu ersichtlich, dass zwischen der Leiterstruktur 2 und dem gehäusefesten Bereich 14 eine thermisch leitende Schicht 15, die in einer bevorzugten Variante 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 Richtung des gehäusefesten Bereichs 14. Die Schicht 15 ist elastisch verformbar und zwischen 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.
  • In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, dass die Leiterstruktur 2 ferner an mehreren Befestigungsstellen kraft- und formschlüssig an dem gehäusefesten Bereich 14 befestigt ist. Dabei sind mehrere über die Ebene der Leiterstruktur 2 verteilte Befestigungsvorsprünge 37 an dem gehäusefesten Bereich 14 angeordnet und mit der Leiterstruktur 2 verbunden.
  • Jene Befestigungsvorsprünge 37 sind als Stifte 39 umgesetzt und durchdringen die Leiterstruktur 2 durch Durchgangslöcher 40 (in Form von Bohrungen / Ausstanzungen). Jeder Befestigungsvorsprung 37 weist einen Hinterschnitt 38 auf, der von einem Verriegelungselement 42 abgestützt wird. Das Verriegelungselement 42 ist an der Leiterstruktur 2, auf einer dem gehäusefesten Bereich 14 abgewandten Seite 41 der Leiterstruktur 2, befestigt. Jeder Befestigungsvorsprung 37 ist bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigem Material hergestellt.
  • Das Verriegelungselement 42 ist federnd umgesetzt und weist mehrere Federarme 43 auf. Nach einem Hindurchschieben des Befestigungsvorsprungs 37 durch die Leiterstruktur 2 (in dem jeweiligen Durchgangsloch 40) kommt es zu einem selbsttätigen Einschnappen des Verriegelungselementes 42 / der Federarme 43 in den Hinterschnitt 38 (entspricht formschlüssiger Fixierung).
  • 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 Leiterstruktur 2 über die entsprechende Vorspannung und die Schicht 15 an dem gehäusefesten Bereich 14 an (entspricht kraftschlüssiger Fixierung).
  • Während die Anschlüsse 10a, 10b, wie bereits erwähnt, den gesamtheitlichen Stromeingang 16 der Invertereinheit 11 / des Leistungselektronikmoduls 20 bilden, bildet auf typische Weise ein Ausgang der Kondensatorenanordnung 12 einen in 1 schematisch angedeuteten Stromausgang 17 der Invertereinheit 11 / des Leistungselektronikmoduls 20.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ist eine laminierte Stromsammelschiene (Sammelschiene) an mehreren definierten Stellen mit einer Montagebohrung (Durchgangsloch 40) versehen. Mehrere Montage-Pins (Stifte 39) werden in das Inverter-Gehäuse (gehäusefester Bereich 14) oder einen Kühlkörper / eine Wärmesenke integriert. In diesem Fall sind diese Montage Pin ein Bestandteil des Inverter-Gehäuses. In einer anderen 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.
  • Auf der laminierten Stromsammelschiene ist ein Verriegelungselement 42 aufgebracht (z.B. in der laminierten Stromsammelschiene integriert oder auf der laminierten Stromsammelschiene verlötet oder verschweißt).
  • Ferner wird zwischen der laminierten Stromsammelschiene und dem Inverter-Gehäuse ein wärmeleitendes Material aufgebracht (z.B. Gap-Pad).
  • Die Verriegelungseinheit funktioniert nach dem Prinzip eines Widerhakens und presst die laminierte Stromsammelschiene auf das weiche Wärmeleitmaterial (Schicht 15).
  • Die laminierte Stromsammelschiene besteht aus zwei oder mehreren koplanaren leitfähigen Platten (z.B. Kupferplatten; auch als Leitschichten 6a, 6b bezeichnet) mit den dazwischenliegenden und außenliegenden Isolationsfolien 7 laminiert.
  • Die passiven Bauelemente (z.B. Kondensatoren) können direkt auf die laminierte Stromsammelschiene verlötet werden. Stromsensor 24 (DC-seitig) und Entladewiderstand 25 können direkt mit der laminierten Stromsammelschiene verbunden werden (z.B. mittels Laserschweißen).
  • Ein DC-Link-Kondensator kann in einer Ausführungsvariante als eine Parallelschaltung von diskreten Kondensatoren (Kapazitäten 3a, 3b) über die laminierte Stromsammelschiene verbunden werden.
  • Die Stromsammelschiene wird nah am Gehäuse 13 platziert und über Wärmeleitmaterialien (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 einem Klebstoff (z.B. durch Epoxidklebstoff) oder mit einem Vergussmaterial fixiert und thermisch mit dem Inverter-Gehäuse 13 verbunden.
  • Eine EMV-Schirmwand (Seitenwand 30) wird in die Inverter-Abdeckung (Abdeckung 27) integriert und mit einer EMV-Dichtung 28 versehen. Nach dem Schließen des Deckels 29 sind der EMV-Filter und der DC-Eingangsstecker vor EMV-Strahlungseinkopplung geschützt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    EMV-Filtervorrichtung
    2
    Leiterstruktur
    3a
    erste Kapazität
    3b
    zweite Kapazität
    4a
    erste Induktivität
    4b
    zweite Induktivität
    5
    Sammelschiene
    6a
    erste Leitschicht
    6b
    zweite Leitschicht
    7
    Isolationsfolie
    8a
    erster Kern
    8b
    zweiter Kern
    9
    Stromversorgung
    10a
    erster Anschluss
    10b
    zweiter Anschluss
    11
    Invertereinheit
    12
    Kondensatorenanordnung
    13
    Gehäuse
    14
    gehäusefester Bereich
    15
    Schicht
    16
    Stromeingang
    17
    Stromausgang
    18
    Oberseite
    19
    Unterseite
    20
    Leistungselektronikmodul
    21
    erste elektronische Komponente
    22
    zweite elektronische Komponente
    23
    dritte elektronische Komponente
    24
    Stromsensor
    25
    Entladewiderstand
    26
    Kondensator
    27
    Abdeckung
    28
    EMV-Dichtung
    29
    Deckel
    30
    Seitenwand
    31
    Stirnseite
    32
    Dichtungsband
    33
    Trennlinie
    34
    Klebeverbindung
    35
    Schiene
    36
    Schweißstelle
    37
    Befestigungsvorsprung
    38
    Hinterschnitt
    39
    Stift
    40
    Durchgangsloch
    41
    Seite
    42
    Verriegelungselement
    43
    Federarm

Claims (10)

  1. EMV-Filtervorrichtung (1) für eine Leistungselektronik einer elektrischen Maschine, mit einer elektrischen Leiterstruktur (2), zumindest einer mit der Leiterstruktur (2) gekoppelten Kapazität (3a, 3b) und zumindest einer mit der Leiterstruktur (2) zusammenwirkenden Induktivität (4a, 4b), wobei die Leiterstruktur (2) zumindest zwei einzelne voneinander isolierte Leitschichten (6a, 6b) aufweist und über zumindest einen Befestigungsvorsprung (37) an einem gehäusefesten Bereich (14) formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt ist.
  2. EMV-Filtervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) durch einen mit einem Hinterschnitt (38) versehenen Stift (39) gebildet ist.
  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 Bereich (14) befestigt ist.
  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.
  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.
  6. EMV-Filtervorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (42) derart federvorgespannt ist, dass die Leiterstruktur (2) in Richtung des gehäusefesten Bereichs (14) vorgespannt ist.
  7. EMV-Filtervorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Befestigungsvorsprung (37) und das Verriegelungselement (42) eine elektrische Verbindung zwischen dem gehäusefesten Bereich (14) und der Leiterstruktur (2) herstellen. (Befestigungsvorsprung und das Verriegelungselement aus elektrisch leitendem 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.
  9. Leistungselektronikmodul (20) für eine elektrische Maschine, mit einer Kondensatorenanordnung (12) und einer mit der Kondensatorenanordnung (12) elektrisch verbundenen EMV-Filtervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Leistungselektronikmodul (20) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kondensatoren (26) der Kondensatorenanordnung (12) auf einer Oberseite (18) oder einer Unterseite (19) der Leiterstruktur (2) befestigt sind.
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