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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter, in dem eine Motortreiberschaltung, die einen Wechselrichter enthält, montiert ist, und bezieht sich im Speziellen auf einen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter, in dem der Wechselrichterabschnitt durch ein Urethanharz, etc., geformt ist.
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STAND DER TECHNIK DER ERFINDUNG
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Als eine Struktur eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter, in dem eine Motortreiberschaltung, die einen Wechselrichter enthält, montiert ist, ist eine Struktur bekannt, worin eine Motortreiberschaltung zum Isolieren durch ein Harzformmaterial überzogen ist, um so in das Harzformmaterial eingebettet zu sein (z.B. Patentdokument 1). Ein Anschlussdraht zum Zuführen einer Hochspannung zu dem Wechselrichterabschnitt in solch einem Kompressor ist durch einen Verbinder für Hochspannung (einem HV-Verbinder), der einen lötfreien Anschluss aufweist, zum Beispiel durch eine Verbindung durch eine Schraube an einer Leiterplatte für den Wechselrichterabschnitt, verbunden.
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Patentdokument 2 zeigt einen Verbinder für eine elektrische Maschine, wobei der Verbinder Anschlüsse aufweist, die an einem Ende mit Bürsten eines Motors verbunden sind. Die Anschlüsse sind mit Versorgungsdrähten vercrimpt und verlötet, um eine feste Verbindung zwischen den Anschlüssen und den Drähten bereitzustellen.
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Patentdokument 3 stellt einen Verbindungsaufbau zwischen einem dünnen Draht und einem Anschluss auf einem Trägermaterial dar, wobei zum Vergrößern der Anschlussfläche eine Metallplatte auf den dünnen Draht aufgecrimpt wird, der mit dem Anschluss verlötet wird.
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STAND DER TECHNIK DOKUMENTE
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP 2002-70743 A
- Patentdokument 2: US 5 304 880 A
- Patentdokument 3: JP 2007-335260 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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In einem in Patentdokument 1 gezeigten elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter ist ein Raum zu Aufnehmen einer Motortreiberschaltung mit einem Formmaterial, wie etwa Urethanharz, etc., gefüllt, um Teile, die den Wechselrichterabschnitt bilden, etc., vor Hitze und Schwingung zu schützen. Wenn jedoch das Formmaterial während des Füllvorgangs in einen Spalt um einen Leitungsdraht herum an einem Crimpabschnitt des HV-Verbinders fließt, weil das Formmaterial bedingt durch eine Temperturveränderung des HV-Verbinders ein Ausdehnen und ein Zusammenziehen wiederholt, was mit einer Schwankung der Betriebsbetriebsbedingung des Kompressors begleitet wird, gibt es eine Befürchtung, dass sich eine Verbindungszuverlässigkeit des Crimpabschnitts des HV-Verbinders reduzieren kann.
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Kompressor mit einem integrierten Wechselrichter bereitzustellen, in dem ein Wechselrichterabschnitt durch ein Urethanharz, etc., geformt ist, und der in einer Verbindungszuverlässigkeit eines elektrisch verbundenen Abschnitts ausgezeichnet ist.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, hat ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung einen eingebauten Motor und ist mit einer Motortreiberschaltung, die einen Wechselrichter enthält, der in einem Behältnisraum installiert ist, der von einem Kompressorgehäuse umgeben ist, versehen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Crimpabschnitt eines Anschlusses eines mit dem Wechselrichter verbundenen Leitungsdrahts zusammen mit dem Wechselrichter in einem Harz, das in den Behältnisraum eingebracht ist, geformt ist, und ein Spalt, der an dem Crimpabschnitt zu der Außenseite offen ist, durch ein Spaltdichtmittel im Voraus abgedeckt und abgedichtet wird.
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In dem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Formmaterial daran gehindert, in einen inneren Spalt des Crimpabschnitts zu fließen, und daher ist die Verbindungszuverlässigkeit des Crimpabschnitts gesichert, weil der Crimpabschnitt zusammen mit dem Wechselrichter in einem Zustand, in dem ein Spalt, der zu der Außenseite an dem Crimpabschnitt des Anschlusses des mit dem Wechselrichter verbundenen Anschussdrahtes offen ist, durch ein Spaltdichtmittel abgedeckt und abgedichtet wird. Als das oben beschriebene Spaltdichtmittel ist es bevorzugt, ein Material zu verwenden, dessen durch eine Temperaturveränderung eines HV-Verbinders verursachter Ausdehnungs- oder Kontraktionsgrad klein ist. Durch Verwendung eines solchen Materials wird es möglich, eine ausreichende Verbindungszuverlässigkeit des oben beschriebenen Crimpabschnitts sicherzustellen.
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Weiterhin ist es bevorzugt, um die Innenseite des oben beschriebenen offenen Spalts effektiv unter Verwendung des oben beschriebenen Spaltdichtmittels abzudecken und abzudichten, wie für das Spaltdichtmittel ein Material zu verwenden, das durch ein Erhitzen, etc., zeitweise einen verflüssigten Zustand zeigen kann, und durch Kühlen, etc., verfestigt werden kann. Konkret kann bevorzugterweise ein Spaltdichtmittel bestehend aus einem Lötmittel verwendet werden. Zum Beispiel kann es durch Erzeugen eines Zustands, in dem ein Lötmittel zeitweise durch einen erhitzten Lötkolben verflüssigt wird, und durch Einbringen des Lötmittels in dem Zustand in den offenen Spalt, und durch Verfestigen des Lötmittels durch natürliche oder erzwungene Kühlung, das Abdecken und Abdichten des Spalts, der an dem Crimpabschnitt zu der Außenseite offen ist, effektiv ausgeführt werden.
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Weiterhin besteht in der vorliegenden Erfindung, obwohl sogar die Innenseite des offenen Spalts abgedeckt und abgedichtet ist, wenn ein Querschnittsabschnitt einer Spitze des Leitungsdrahts entblößt ist, eine Befürchtung, dass ein Formmaterial, das an einem unregelmäßigen Teil des Querschnittsabschnitts der Spitze anhaftet, eine Ausdehnung und Kontraktion wiederholt, wobei eine Spannung auf die Spitze des Leitungsdrahts aufgebracht werden kann, und die Verbindungszuverlässigkeit des Crimpabschnitts reduziert werden kann. Daher ist es bevorzugt, dass der Querschnittsabschnitt der Spitze des Leitungsdrahts mit dem Spaltdichtmaterial abgedeckt ist, so dass der unregelmäßige Teil des Querschnittsabschnitts der Spitze des Leitungsdrahts dabei geglättet wird.
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Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wesentlichen bei jeglichen Typen von Kompressoren angewendet werden, und insbesondere kann er geeignet sein, als ein Kompressor, der in ein Fahrzeug montiert ist, verwendet zu werden, der oft in einem engen Raum installiert ist, und dessen Motortreiberschaltung anfällig ist, durch Hitze und Schwingung beeinflusst zu werden.
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Effekt gemäß der Erfindung
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In dem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung wird, da der Behältnisraum, der von dem Kompressorgehäuse umgeben ist, zusammen mit dem Wechselrichter in einem Zustand, in dem der Spalt, der an dem Crimpabschnitt des Anschlusses des mit dem Wechselrichter verbundenen Leitungsdrahts zu der Außenseite offen ist, im Voraus durch das Spaltdichtmittel abgedeckt und abgedichtet wird, geformt ist, das Formmaterial daran gehindert, in den Crimpabschnitt des Anschlusses des mit dem Wechselrichter verbundenen Leitungsdrahts zu fließen, und daher ist es möglich, die Verbindungsstabilität und Verbindungszuverlässigkeit des Crimpabschnitts sicherzustellen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische vertikale Schnittansicht, die eine Basiskonfiguration eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist ein Schaubild einer Konfiguration, die einen Steuerungsmechanismus eines Klimaanlagensystems, das einen in 1 dargestellten Kompressor aus der Sicht des elektrischen Schaltkreises zeigt.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Motortreiberschaltung in einen Behältnisraum installiert ist, der von einem in 1 dargestellten vorderen Gehäuse umgeben ist.
- 4 stellt einen Crimpabschnitt dar, der einen HV-Verbinder und einen in 3 dargestellten Leitungsdraht verbindet, wobei (A) eine perspektivische Ansicht ist, die einen unabgedeckten Zustand des Abschnitts zeigt, und (B) eine perspektivische Ansicht ist, die einen abgedeckten Zustand des Abschnitts zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden gewünschte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren beschrieben.
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1 zeigt ein Beispiel eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter von einem Spiraltyp für ein Fahrzeugklimaanlagensystem als eine Grundkonfiguration eines elektrischen Kompressors 1 mit integriertem Wechselrichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 zeigt Symbol 2 einen Kompressionsmechanismus, der eine befestigte Spirale 3 und eine bewegliche Spirale 4 aufweist. Die bewegliche Spirale 4 wird relativ zu der befestigten Spiral 3 in einem Zustand, in dem die Rotation durch eine Klöppelverbindung 5 verhindert wird, orbital bewegt. Ein Motor 7 ist in einem Kompressorgehäuse 6 (zentrales Gehäuse) aufgenommen, und eine Hauptwelle 8 (Rotationsachse) wird durch den eingebauten Motor 7 angetrieben, um rotiert zu werden. Die Rotationsbewegung der Hauptwelle 8 wird durch einen exzentrischen Stift 9, der an einem Ende der Hauptwelle 9 vorgesehen ist, und eine exzentrische Buchse 10, die damit drehbar im Eingriff ist, in eine orbitale Bewegung der beweglichen Spirale 4 umgewandelt. In dieser Ausführungsform ist eine Ansaugöffnung 11, die ein Kältemittel als ein zu komprimierendes Fluid ansaugt, in einem Kompressorgehäuse 12 (vorderes Gehäuse) vorgesehen, und das angesaugte Kältemittel wird durch einen mit dem Motor 7 angeordneten Abschnitt zu dem Kompressionsmechanismus 2 geleitet, und das Kältemittel, das durch den Kompressionsmechanismus 2 verdichtet wurde, wird durch ein Ausstoßloch 13, eine Ausstoßkammer 14 und eine Ausstoßöffnung 16, die in dem Kompressorgehäuse 15 (hinteres Gehäuse) vorgesehen ist, an einen externen Kreis zugeführt.
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Eine Motortreiberschaltung 21 für den Motor 7 ist in dem Kompressorgehäuse 12 (vorderes Gehäuse) vorgesehen, und genauer ist die Motortreiberschaltung 21 an der Seite der äußeren Oberfläche einer Trennwand 22, die in dem Kompressorgehäuse 12 zum Trennen von der Seite der Kältemittelansaugstrecke gebildet ist, vorgesehen. Die Motortreiberschaltung 21 liefert elektrische Energie über einen abgedichteten Anschluss 23 (Ausgangsanschluss der Motortreiberschaltung 21), der durch die Trennwand 22 angebracht ist, und einen Anschlussdraht 24 zu dem Motor 7, und die Seite der Kältemittelansaugstrecke und die Seite eines Abschnitts, in der die Motortreiberschaltung 21 platziert ist, sind zueinander an einem Abschnitt, der den abgedichteten Anschluss 23 platziert, voneinander abgeschlossen. Durch Vorsehen der Motortreiberschaltung 21 an der Seite der äußeren Oberfläche der Trennwand 22 kann zumindest ein Teil der elektrischen Teile einschließlich der Motortreiberschaltung 21 Wärme durch die Trennwand 22 mit dem angesaugten Kältemittel austauschen, um so durch das angesaugte Kältemittel gekühlt zu werden.
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Die Motortreiberschaltung 21 enthält ein IPM 25 (Intelligentes Leistungsmodul), das eine Wechselrichterfunktion und einen Steuerungsschaltkreis 26 hat, und das mit elektrischen Teilen, wie etwa einem Kondensator 27, etc., davon getrennt oder damit einstückig verbunden vorgesehen ist. Diese Motortreiberschaltung 21 ist mit einer externen Stromquelle (nicht gezeigt) durch einen Verbinder 28 als einen Eingangsanschluss verbunden. Die Seite, die zu der Außenseite des Kompressorgehäuses 12, in dem die elektrischen Teile einschließlich der Motortreiberschaltung 21 montiert sind, offen ist, ist durch ein Deckelelement 29 in einem abgedichteten Zustand abgedeckt, und diese elektrischen Teile sind durch das Deckelelement 29 geschützt.
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Aus der Sicht eines elektrischen Schaltkreises kann die oben beschriebene Konfiguration zum Beispiel wie in 2 gezeigt dargestellt werden. In 2 ist der elektrische Kompressor 1 mit der Motortreiberschaltung 21 versehen, und durch Zuleiten einer Ausgabe der Motortreiberschaltung 21 durch den abgedichteten Anschluss 23 und den Anschlussdraht 24 zu jeweiligen Motorspulen 47 des eingebauten Motors 7 wird der Motor 7 rotatorisch angetrieben, und eine Verdichtung wird durch den Kompressionsmechanismus 2 durchgeführt. Die Motortreiberschaltung 21 hat einen Hochspannungsschaltkreis für einen Antriebsmotor 30 und einen Niederspannungsschaltkreis für eine Steuerung 45, die mit einem Motorsteuerungsschaltkreis 44 zum Steuern jeweiliger Leistungselemente 43 (Schaltelemente) des Wechselrichters 42 in dem Hochspannungsschaltkreis für den Antriebsmotor 30 versehen ist, und dieser Niederspannungsschaltkreis für die Steuerung 45 ist, wie in 1 gezeigt, in dem Steuerungsschaltkreis 26 konfiguriert.
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Energie von einer externen Energiequelle 46 (z.B. einer Batterie) wird durch einen Hochspannungsverbinder 47 zu dem Hochspannungsschaltkreis für den Antriebsmotors 30 geliefert, und wird durch einen Rauschfilter 37 und einen Glättkondensator 27 zu dem Wechselrichter 42 geliefert, und nachdem die Gleichspannung von der Energiequelle 46 durch den Wechselrichter 42 in eine Pseudo-Dreiphasenwechselspannung umgewandelt ist, wird die Energie zu dem Motor 7 geleitet. Der Motorsteuerungsschaltkreis 44 wird mit Niederspannungsenergie, z.B. von einer Klimaanlagensteuerungseinheit für Fahrzeuge 48, durch einen Verbinder für ein Steuerungssignal 49 versorgt. Obwohl dieser Verbinder für das Steuerungssignal 49 und der Verbinder für die Hochspannung 47 in 2 an Positionen dargestellt sind, die getrennt voneinander sind, sind beide der Verbinder tatsächlich innerhalb des selben, in 1 gezeigten, Verbinders 28 installiert. Eine Abschirmplatte 31 ist an dem Steuerungsschaltkreis 26 befestigt, und, wie in 2 gezeigt, ist diese Abschirmplatte 31 zwischen den Hochspannungsschaltkreis zum Antreiben der Motoren 30 und den Steuerungsschaltkreis 26, der mit dem Niederspannungsschaltkreis für die Steuerung 45 versehen ist, geschoben, und deckt den Hochspannungsschaltkreis für den Antriebsmotor 30 über einen Bereich, der so breit wie möglich ist, ab, um einen Einfluss eines Rauschens von der Seite des Hochspannungsschaltkreises für den Antriebsmotor 30 zu der Seite des Niederspannungsschaltkreises für die Steuerung 45 zu unterdrücken.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Motortreiberschaltung 21, die in einem Behältnisraum 60, der von dem Kompressorgehäuse 12 (vorderes Gehäuse) umgeben ist, zeigt. Ein Einsatzelement 58 und das IPM 25 sind in dem Behältnisraum 60 aufbewahrt. Weiterhin ist ein Verbinder für Hochspannung 47, der aus einem lötfreien Anschluss besteht, mit der Spitze des Anschlussdrahts 24 durch Crimpen verbunden. Der Verbinder für Hochspannung 47 ist durch eine Schraube an dem Einsatzelement 58 befestigt, und ist elektrisch zwischen dem Kondensator 27 und dem Rauschfilter 37, die auf der hinteren Oberfläche des Einsatzelements 58 montiert sind, verbunden.
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4 stellt einen Crimpabschnitt dar, der den Verbinder für Hochspannung 47 mit dem in 3 gezeigten Anschlussdraht 24 verbindet, wobei (A) eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand darstellt, in dem der Crimpabschnitt nicht abgedeckt ist, und (B) eine perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand darstellt, in dem der Crimpabschnitt mit dem Lötmittel bedeckt ist. In 4(A) ist der Verbinder für Hochspannung 47 mit dem Anschlussdraht 24 gecrimpt verbunden. Im Crimpabschnitt 61 bilden eine Mehrzahl von Verbindungsdrähten, die durch eine Abdeckung des Anschlussdrahts 24 gebündelt sind, einen Spalt, der zu der Außenseite 63 offen ist, und wenn ein Formmaterial, bestehend aus Urethanharz, etc., in diesen offenen Spalt 63 eintritt, wird die Verbindungszuverlässigkeit des Crimpabschnitts 61 reduziert. Daher kann, wie in 4(B) gezeigt, durch Formen des Behältnisraums 60 zusammen mit dem Wechselrichter 42 durch fließendes Lötmittel 64 als ein Spaltdichtmittel in den offenen Spalt 63 und Aufbewahren des Formmaterials in dem in 3 gezeigten Behältnisraum 60, das Formmaterial daran gehindert werden, in den Crimpabschnitt 61 zu fließen. Insbesondere ist es, wie in 4(B) gezeigt, durch vollständiges Abdecken des Querschnittsabschnitts der Spitze des Leitungsdrahts 62 mit dem Lötmittel 64 möglich, die Verbindungszuverlässigkeit des Crimpabschnitts 61 ausreichend sicherzustellen, selbst wenn Formmaterial an diesem Abschnitt anhaftet.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT DER ERFINDUNG
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Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wesentlichen auf alle Typen von Kompressoren angewendet werden, und ist im Speziellen geeignet für einen Kompressor, der in einem Fahrzeug montiert ist, der oft in einem engen Raum installiert ist, und der mit einer Motortreiberschaltung versehen ist, die anfällig ist, durch Hitze und Schwingung beeinflusst zu werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter
- 2:
- Kompressionsmechanismus
- 3:
- befestigte Spirale
- 4:
- bewegliche Spirale
- 5:
- Klöppelverbindung
- 6:
- Kompressorgehäuse (zentrales Gehäuse)
- 7:
- Motor
- 8:
- Hauptwelle
- 9:
- exzentrischer Stift
- 10:
- exzentrische Buchse
- 11:
- Ansaugöffnung
- 12:
- Kompressorgehäuse (vorderes Gehäuse)
- 13:
- Ausstoßloch
- 14:
- Ausstoßkammer
- 15:
- Kompressorgehäuse (hinteres Gehäuse)
- 16:
- Ausstoßöffnung
- 21:
- Motortreiberschaltung
- 22:
- Trennwand
- 23:
- abgedichteter Anschluss
- 24:
- Anschlussdraht
- 25:
- IPM
- 26:
- Steuerungsschaltkreis
- 27:
- Kondensator
- 28:
- Verbinder
- 29:
- Deckelelement
- 30:
- Hochspannungsschaltkreis für Antriebsmotor
- 31:
- Abschirmplatte
- 37:
- Rauschfilter
- 41:
- Motorspule
- 42:
- Wechselrichter
- 43:
- Leistungselement
- 44:
- Motorsteuerungsschaltkreis
- 45:
- Niederspannungsschaltkreis für Steuerung
- 46:
- externe Energieversorgung
- 47:
- Verbinder für Hochspannung (HV-Verbinder)
- 48:
- Klimaanlagensteuerungseinheit
- 49:
- Verbinder für Steuerungssignal
- 58:
- Einsatzelement
- 60:
- Behältnisraum
- 61:
- Crimpabschnitt
- 62:
- Leitungsdraht
- 63:
- offener Spalt
- 64:
- Lötmittel als ein Spaltdichtmittel
