DE112016002239T5

DE112016002239T5 - Leistungswandler

Info

Publication number: DE112016002239T5
Application number: DE112016002239.5T
Authority: DE
Inventors: Fumihiro Okazaki; Gen Okuzuka; Yuuichirou Nomura; Masaharu Nagano
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2018-02-08
Also published as: WO2016186089A1; CN107710586A; CN107710586B; US10381922B2; US20180301983A1

Abstract

Es wird ein Leistungswandler bereitgestellt, der umfasst: ein Leistungsmodul, das elektrische Gleichstromleistung von einer Energiespeichervorrichtung und elektrische Wechselstromleistung, die einer Last zuzuführen ist, umwandelt; einen DC/DC-Wandler, der Gleichspannung von der Energiespeichervorrichtung umwandelt; ein Ladegerät, das das Laden der Energiespeichervorrichtung mit elektrischer Energie steuert, die über einen externen Verbinder zugeführt wird; ein Kondensatormodul, das einen Kondensator zum Glätten der Spannung aufweist; und ein Gehäuse, in dem das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler, das Ladegerät und das Kondensatormodul untergebracht sind. In dem Gehäuse sind das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler und das Ladegerät um das Kondensatormodul herum angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungswandler, der an elektrischen Automobilen, Hybridautomobilen usw. montiert ist.
HINTERGRUND
Ein an den elektrischen Automobilen, Hybridautomobilen usw. angebrachter Leistungswandler umfasst ein Leistungsmodul und verschiedene elektronische Vorrichtungen, und es bestand ein Problem dahingehend, dass die Größe eines Gehäuses aufgrund der Anordnung der jeweiligen Komponenten sich vergrößert.
Um ein solches Problem zu lösen, offenbart JP 2013-209078 A eine elektrische Einheit, in der innerhalb eines aufnehmenden Gehäuses Hochspannungskomponenten in Richtung der Vorwärtsrichtung eines Fahrzeugs angeordnet sind und Niederspannungskomponenten in Richtung der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der in JP 2013-209078 A beschriebenen herkömmlichen Technik wirken die Niederspannungskomponenten selbst als Stoßdämpfermaterialien für die Hochspannungskomponenten, selbst wenn eine Stoßeinwirkung angewendet wird, und so ist es möglich, sogar wenn eine Erschütterung einwirkt, zu verhindern, dass die Hochspannungskomponenten freigelegt werden, ohne die Größe der Einheit zu vergrößern.
Auf der anderen Seite gibt es in der herkömmlichen Technik, die in JP 2013-209078 A beschrieben ist, keine Berücksichtigung eines Verlusts an elektrischer Leistung in der Verkabelung. Insbesondere besteht ein Problem dahingehend, dass je länger der Weg der Verkabelung zum Anschließen einer Leistungsvorrichtung, eines Kondensators usw. ist, desto größer werden der Widerstandswert und die Induktivität in dem Weg, und desto größer werden der elektrische Leistungsverlust und das elektrische Rauschen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems entwickelt und eine Aufgabe davon ist es, einen Leistungswandler bereitzustellen, der in der Lage ist, den Stromverlust und das elektrische Rauschen zu reduzieren und die Größe des Wandlers zu reduzieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Leistungswandler: ein Leistungsmodul, das elektrische Gleichstromleistung von einer Energiespeichervorrichtung und elektrische Wechselstromleistung, die einer Last zuzuführen ist, umwandelt; einen DC/DC-Wandler, der Gleichspannung von der Energiespeichervorrichtung umwandelt; ein Ladegerät, das das Laden der Energiespeichervorrichtung mit elektrischer Energie steuert, die über einen externen Verbinder zugeführt wird; ein Kondensatormodul, das einen Kondensator zum Glätten der Spannung aufweist; und ein Gehäuse, in dem das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler, das Ladegerät und das Kondensatormodul untergebracht sind. In dem Gehäuse sind das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler und das Ladegerät um das Kondensatormodul herum angeordnet.
Gemäß dem oben erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, da das Leistungsmodul, das Ladegerät und der DC/DC-Wandler in dem Gehäuse um das Kondensatormodul herum angeordnet sind, die Abstände der elektrischen Stromkabel zwischen dem Kondensatormodul und jeweils dem Leistungsmodul, dem Ladegerät und dem DC/DC-Wandler zu minimieren. Mit solch einer Konfiguration ist es möglich, da der Widerstand und die Induktivität auf dem Weg der elektrischen Gleichstromleistung klein gemacht werden können, den Stromverlust und das elektrische Rauschen zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Leistungswandlers einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein strukturelles Blockdiagramm des Leistungswandlers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein strukturelles Blockdiagramm des Leistungswandlers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein elektrischer Schaltplan, der bei einem Kondensatormodul 10 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zentriert ist.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Leistungswandlers 1 einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein strukturelles Blockdiagramm des Leistungswandlers 1 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Strukturblockdiagramm des Leistungswandlers 1 einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Kondensatormoduls 10 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Kondensatormoduls 10 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine Schnittansicht des mit dem Kondensatormodul versehenen Kondensatormoduls, der eine andere beispielhafte Konfiguration der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Kondensatormoduls 10 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Leistungswandlers 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der Leistungswandler 1 (Fahrzeug-Leistungswandler) ist in einem Elektrofahrzeug oder einem Plug-in-Hybridfahrzeug vorgesehen und wandelt elektrische Energie von einer Energiespeichervorrichtung (Batterie) 5 in elektrische Energie um, die zum Antreiben einer dynamoelektrischen Maschine (Motorgenerator) 6 geeignet ist. Der Motorgenerator 6, der als eine Last dient, wird durch die elektrische Energie angetrieben, die von dem Leistungswandler 1 zugeführt wird, und dadurch wird das Fahrzeug angetrieben.
Der Leistungswandler 1 wandelt regenerative elektrische Energie von dem Motorgenerator 6 in elektrische Gleichstromleistung um und lädt die Batterie 5 damit auf. Zusätzlich wird die Batterie 5 durch den Leistungswandler 1 durch Zuführen von elektrischer Energie über einen Schnellladestecker oder einen normalen Ladestecker geladen, der an dem Fahrzeug vorgesehen ist.
Die Batterie 5 ist beispielsweise aus einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie gebildet. Die Batterie 5 liefert elektrische Gleichstromleistung an den Leistungswandler 1 und die Batterie 5 wird durch elektrische Gleichstromleistung aufgeladen, die von dem Leistungswandler 1 geliefert wird. Die Spannung der Batterie 5 variiert beispielsweise in einem Bereich von 240 bis 400 V, und die Batterie 5 wird geladen, indem eine höhere Spannung als diese Spannung angelegt wird.
Der Motorgenerator 6 ist beispielsweise als Permanentmagnet-Synchronmotor ausgebildet. Der Motorgenerator 6 wird durch elektrische Wechselstromleistung angetrieben, die von dem Leistungswandler 1 geliefert wird, und dadurch wird das Fahrzeug angetrieben. Wenn das Fahrzeug langsamer wird, erzeugt der Motorgenerator 6 regenerative elektrische Energie.
Der Leistungswandler 1 umfasst in einem Gehäuse 2 ein Kondensatormodul 10, ein Leistungsmodul 20, einen DC/DC-Wandler 30, ein Ladegerät 40, eine DC/DC-Ladesteuerung 50 und eine Wechselrichtersteuerung 70. Jede dieser Komponenten ist elektrisch durch Sammelschienen oder Drähte verbunden.
Das Kondensatormodul 10 ist aus einer Vielzahl von Kondensatorelementen gebildet. Das Kondensatormodul 10 führt ein Entfernen von Rauschen und Unterdrücken von Spannungsschwankungen durch Glätten der Spannung durch. Das Kondensatormodul 10 umfasst erste Sammelschienen 11, zweite Sammelschienen 12 und elektrische Stromkabel 13.
Die ersten Sammelschienen 11 sind mit dem Leistungsmodul 20 verbunden. Die zweiten Sammelschienen 12 sind mit dem DC/DC-Wandler 30, Relais 61, der Batterie 5 und einem elektrischen Kompressor (nicht gezeigt) verbunden. Die elektrischen Stromkabel 13 sind aus flexiblen Kabeln (beispielsweise Litzen) gebildet und sind mit dem Ladegerät 40 verbunden. Die ersten Sammelschienen 11, die zweiten Sammelschienen 12 und die elektrischen Stromkabel 13 teilen sich die positive Elektrode und die negative Elektrode im Kondensatormodul 10.
Das Leistungsmodul 20 wandelt elektrische Gleichstromleistung und elektrische Wechselstromleistung durch Ein/Ausschalten einer Vielzahl von Leistungselementen (nicht gezeigt) wechselweise um. EIN/AUS-Steuerung der Vielzahl von Leistungselementen wird durch ein Antriebssubstrat 21 durchgeführt, das in dem Leistungsmodul 20 vorgesehen ist.
Das Leistungsmodul 20 ist mit den ersten Sammelschienen 11 des Kondensatormoduls 10 verbunden. Die ersten Sammelschienen 11 sind aus drei Paaren Sammelschienen gebildet, die aus den positiven Elektroden und den negativen Elektroden bestehen. Das Leistungsmodul 20 ist mit Dreiphasen-Ausgangs-Sammelschienen 24 versehen, die aus der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase gebildet sind. Die Ausgangs-Sammelschienen 24 sind mit einem Stromsensor 22 verbunden. Der Stromsensor 22 umfasst motorseitige Sammelschienen 25, die eine dreiphasige elektrische Wechselstromleistung an die Seite des Motorgenerators 6 abgeben.
Die Wechselrichtersteuerung 70 gibt an das Antriebssubstrat 21 ein Signal zum Betreiben des Leistungsmoduls 20 auf der Basis einer Anweisung von einer Steuerung (nicht gezeigt) des Fahrzeugs und eines Erfassungsergebnisses des elektrischen Stroms der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase von dem Stromsensor 22 aus. Das Antriebssubstrat 21 steuert das Leistungsmodul 20 auf der Basis des Signals von der Wechselrichtersteuerung 70. Ein Wechselrichtermodul, das wechselseitig elektrische Gleichstrom- und Wechselstromleistung umwandelt, ist aus der Wechselrichtersteuerung 70, dem Antriebssubstrat 21, dem Leistungsmodul 20 und dem Kondensatormodul 10 gebildet.
Der DC/DC-Wandler 30 wandelt die Spannung der elektrischen Gleichstromleistung um, die von der Batterie 5 geliefert wird, und liefert diese an andere Vorrichtungen. Der DC/DC-Wandler 30 verringert die elektrische Gleichstromleistung von der Batterie 5 (zum Beispiel 400 V) auf 12 V elektrische Gleichstromleistung. Die elektrische Gleichstromspannung, von der die Gleichspannung abgenommen hat, wird als eine Stromversorgung für eine an dem Fahrzeug angebrachte Steuerung, Beleuchtung, Lüfter usw. zugeführt. Der DC/DC-Wandler 30 ist über die zweiten Sammelschienen 12 mit dem Kondensatormodul 10 und der Batterie 5 verbunden.
Das Ladegerät 40 wandelt eine kommerzielle Stromversorgung (z. B. AC 200 V), die von einem in dem Fahrzeug vorgesehenen externen Ladestecker über einen normalen Ladestecker 81 zugeführt wird, in elektrische Gleichstromleistung (zum Beispiel 500 V) um. Von dem Ladegerät 40 umgewandelte elektrische Gleichstromleistung wird von den elektrischen Stromkabeln 13 über das Kondensatormodul 10 an die Batterie 5 geliefert. Mit solch einer Konfiguration wird die Batterie 5 geladen.
Die DC/DC-Ladesteuerung 50 steuert den Antrieb des Motorgenerators 6 und das Laden der Batterie 5 durch den Leistungswandler 1. Insbesondere steuert die DC/DC-Ladesteuerung 50 auf Basis der Anweisung von der Steuerung des Fahrzeugs das Laden der Batterie 5 durch das Ladegerät 40 über den normalen Ladestecker 81, das Laden der Batterie 5 über einen Schnellladestecker 63, die Ansteuerung des Motorgenerators 6 und die Spannungsabsenkung durch den DC/DC-Wandler 30.
Eine Relaissteuerung 60 steuert das Ein-/Ausschalten der Relais 61 durch die Steuerung, die von der DC/DC-Ladesteuerung 50 durchgeführt wird. Die Relais 61 sind aus einem positivseitigen Relais 61a und einem negativseitigen Relais 61b gebildet. Die Relais 61 ermöglichen die Leitung von Elektrizität, wenn die Verbindung an dem externen Ladestecker über den Schnellladestecker 63 hergestellt wird, und liefert elektrische Gleichstromleistung (zum Beispiel 500 V), die von dem Schnellladestecker an die zweiten Sammelschienen 12 geliefert wird. Die Batterie 5 wird durch elektrische Gleichstromleistung geladen, die zugeführt wird.
2 und 3 sind strukturelle Blockdiagramme des Leistungswandlers 1 dieser Ausführungsform. 2 ist eine Draufsicht des Leistungswandlers 1, und 3 ist eine Seitenansicht des Leistungswandlers 1.
In dem Gehäuse 2 sind das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 um das Kondensatormodul 10 herum angeordnet.
Genauer gesagt ist in dem Gehäuse 2 das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet. Das Kondensatormodul 10 ist über dem DC/DC-Wandler 30 geschichtet und der DC/DC-Wandler 30 ist unterhalb des Kondensatormoduls 10 angeordnet. Das Ladegerät 40 ist über dem DC/DC-Ladesteuerung 50 geschichtet und das Ladegerät 40 ist unter der DC/DC-Ladesteuerung 50 angeordnet.
Die ersten Sammelschienen 11 stehen von einer Seitenfläche des Kondensatormoduls 10 vor. Die ersten Sammelschienen 11 sind direkt mit dem Leistungsmodul 20 unter Verwendung von Schrauben usw. verbunden. Von dem Leistungsmodul 20 werden Dreiphasen-Ausgangs-Sammelschienen 24, die aus der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase bestehen auf der gegenüberliegenden Seite von den ersten Sammelschienen 11 hervorstehen.
Die Ausgangs-Sammelschienen 24 sind direkt mit dem Stromsensor 22 unter Verwendung von Schrauben usw. verbunden. Die motorseitigen Sammelschienen 25 stehen von der Unterseite des Stromsensors 22 hervor (siehe 3). Die motorseitigen Sammelschienen 25 sind jeweils direkt mit der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase der Ausgangs-Sammelschienen 24 des Leistungsmoduls 20 verbunden und geben dreiphasige elektrische Wechselstromleistung ab. Die motorseitigen Sammelschienen 25 sind so ausgebildet, dass sie von dem Gehäuse 2 freigelegt sind und mit dem Motorgenerator 6 durch einen Kabelbaum usw. verbunden sind.
Das Antriebssubstrat 21 ist auf einer oberen Oberfläche des Leistungsmoduls 20 geschichtet. Die Wechselrichtersteuerung 70 und die Relaissteuerung 60 sind so angeordnet, dass sie über dem Antriebssubstrat 21 geschichtet sind.
Die zweiten Sammelschienen 12 stehen von der unteren Oberflächenseite des Kondensatormoduls 10 hervor. Die zweiten Sammelschienen 12 sind unter Verwendung von Schrauben direkt mit dem DC/DC-Wandler 30 verbunden, der unter dem Kondensatormodul 10 geschichtet angeordnet ist. Die zweiten Sammelschienen 12 sind mit dem positivseitigen Relais 61a und dem negativseitigen Relais 61b verbunden (siehe 1).
Die zweiten Sammelschienen 12 sind jeweils über Sammelschienen 14 mit einem batterieseitigen Stecker 51, an dem die Batterie 5 angeschlossen ist, und einem kompressorseitigen Stecker 52, mit dem ein elektrischer Kompressor verbunden ist, verbunden.
Der DC/DC-Wandler 30 ist über Sammelschienen 31 mit einem fahrzeugseitigen Stecker 82 verbunden. Der fahrzeugseitige Stecker 82 ist mit Kabelbäumen usw. zum Anlegen von Gleichstrom-Energieversorgung verbunden, die dem DC/DC-Wandler 30 an jeweilige Teile des Fahrzeugs verbunden.
Die elektrischen Stromkabel 13 stehen von der Seite des Kondensatormoduls 10 gegenüber den ersten Sammelschienen 11 hervor. Die elektrischen Stromkabel 13 sind flexible Kabel mit Biegsamkeit und sind mit dem Ladegerät 40 verbunden. Das Ladegerät 40 ist über Sammelschienen 41 mit dem normalen Ladestecker 81 verbunden.
Ein Signalleitungsstecker 65 ermöglicht eine Verbindung zwischen der Außenseite des Gehäuses 2 und Signalleitungen, die mit dem DC/DC-Wandler 30, dem Ladegerät 40, der DC/DC-Ladesteuerung 50 und der Wechselrichtersteuerung 70 des Leistungswandlers 1 verbunden sind.
Eine Signalleitung 55 ist zwischen dem Signalleitungsstecker 65 und der DC/DC-Ladesteuerung 50 angeschlossen. Die Signalleitung 55 ist mit einem Stecker 56 der DC/DC-Ladesteuerung 50 verbunden, indem sie sich durch eine obere Oberfläche des Kondensatormoduls 10 zusammen mit einer Signalleitung 62, die von der DC/DC-Ladesteuerung 50 bereitgestellt wird, zu der Relaissteuerung 60 erstreckt. Führungsteile 58 zum Halten der Signalleitung 55 und der Signalleitung 62 sind an der oberen Oberfläche des Kondensatormoduls 10 ausgebildet.
Das Gehäuse 2 ist aus einem oberen Gehäuse 2a und einem unteren Gehäuse 2b gebildet. Ein Kühlwasserkanal 4 ist in dem unteren Gehäuse 2b ausgebildet. Der Kühlwasserkanal 4 ist so ausgebildet, dass Kühlwasser hindurchströmt und das Leistungsmodul 20, den DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 kühlt, die direkt über dem Kühlwasserkanal 4 angebracht sind.
Wie oben beschrieben, wandelt und überträgt der Leistungswandler 1 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung elektrische Energie zwischen der Energiespeichervorrichtung (der Batterie 5) und der Last (dem Motorgenerator 6) um und umfasst: das Leistungsmodul 20, das elektrische Gleichstromleistung von der Batterie 5 und elektrische Wechselstromleistung umwandelt, die dem Motorgenerator 6 zuzuführen ist; den DC/DC-Wandler 30, der die Gleichspannung von der Batterie 5 umwandelt; das Ladegerät 40, das die Batterie 5 mit elektrischer Energie lädt, die über den externen Stecker (den normalen Ladestecker 81) geliefert wird; das Kondensatormodul 10, das Kondensatoren zum Glätten der Spannung aufweist; und das Gehäuse 2, das das Leistungsmodul 20, den DC/DC-Wandler 30, das Ladegerät 40 und das Kondensatormodul 10 aufnimmt. In dem Leistungswandler 1 sind das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 in dem Gehäuse 2 um das Kondensatormodul 10 herum angeordnet.
Da bei der oben erwähnten Konfiguration Abstände zwischen dem Kondensatormodul 10 und sowohl dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 als auch dem Ladegerät 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es möglich, den Widerstand (R) und die Induktivität (L) auf den Wegen der elektrischen Gleichstromleistung zu reduzieren und den Leistungsverlust und das elektrische Rauschen zu reduzieren. Da die Abstände zwischen dem Kondensatormodul 10 und jedem des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30 und des Ladegeräts 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es darüber hinaus möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu verringern.
Zusätzlich ist in dem Leistungswandler 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet. Mit anderen Worten, da das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet ist, die eine große Wärmemenge erzeugen, ist es möglich, den gegenseitigen Einfluss durch die Wärme zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 zu unterdrücken. Da der Betrieb des Leistungsmoduls 20 (Leistungsbetrieb und Regeneration des Motorgenerators 6) und der Betrieb des Ladegeräts 40 (Laden der Batterie 5 durch elektrische Energie von dem normalen Ladestecker 81) nicht zur gleichen Zeit durchgeführt werden, es ist möglich, den Einfluss der Wärme zwischen den Operationen zu eliminieren.
Da der DC/DC-Wandler 30 so angeordnet ist, dass er mit dem Kondensatormodul 10 geschichtet ist, sind darüber hinaus in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kondensatormodul 10 und der DC/DC-Wandler 30 so in der geschichteten Richtung in dem Gehäuse 2 angeordnet, dass sie benachbart zueinander sind und es möglich ist, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
In dem Leistungswandler 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kondensatormodul 10 zusätzlich erste Anschlüsse (die ersten Sammelschienen 11), zweite Anschlüsse (die zweiten Sammelschienen 12) und dritte Anschlüsse (die elektrischen Stromkabel 13) auf und die ersten Anschlüsse sind mit dem Leistungsmodul 20 verbunden, die zweiten Anschlüsse sind mit dem DC/DC-Wandler 30 verbunden und die dritten Anschlüsse sind mit dem Ladegerät 40 verbunden. Mit einer derartigen Konfiguration, weil die elektrischen Leistungswege zwischen dem Kondensatormodul 10 und jedem des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30, und des Ladegeräts 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es möglich, den Widerstand (R) und Induktivität (L) auf den Wegen der elektrische Gleichstromleistung zu verringern, und die elektrische Verlustleistung und das elektrische Rauschen zu verringern, und gleichzeitig ist es möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
Zusätzlich sind in dem Leistungswandler 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die ersten Anschlüsse und die zweiten Anschlüsse Sammelschienen (die ersten Sammelschienen 11 und die zweiten Sammelschienen 12) und die dritten Anschlüsse sind flexible Kabel (die elektrischen Stromkabel 13). Mit einer derartigen Konfiguration, insbesondere weil die Wege zum Verbinden der dritten Anschlüsse frei angeordnet werden können, wird der Freiheitsgrad der Anordnung der jeweiligen Komponenten in dem Gehäuse 2 erhöht und es ist möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Eine Grundkonfiguration der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung davon wird wegzulassen.
Auch in der zweiten Ausführungsform, wie unter Bezugnahme auf die 1 bis 3, ist das Kondensatormodul 10 über die ersten Sammelschienen 11, die zweiten Sammelschienen 12 bzw. die elektrischen Stromkabel 13 mit dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 und dem Ladegerät 40 verbunden. Bei einer derartigen Konfiguration, da die Abstände zwischen dem Kondensatormodul 10 und jedem des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30, des Ladegeräts 40 kürzer gemacht werden können, ist es möglich, den Widerstand (R) und die Induktivität (L) auf den Wegen der elektrischen Gleichstromleistung zu reduzieren und den Stromverlust und elektrisches Rauschen zu verringern.
Da das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet ist, die eine große Wärmemenge erzeugen, ist es darüber hinaus möglich, gegenseitige Beeinflussung durch die Wärme zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 zu unterdrücken. Da insbesondere der Betrieb des Leistungsmoduls 20 (Leistungsbetrieb und Regeneration des Motorgenerators 6) und der Betrieb des Ladegeräts 40 (Laden der Batterie 5 durch den normalen Ladestecker 81) nicht gleichzeitig durchgeführt werden, ist es möglich, den Einfluss der Wärme zwischen den Operationen zu eliminieren.
Als nächstes wird die Konfiguration des Kondensatormoduls 10 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
4 ist ein elektrisches Schaltbild, das am Kondensatormodul 10 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zentriert ist.
Das Kondensatormodul 10 ist konfiguriert, indem eine Vielzahl von Kondensatoren 120 in einem Kondensatorgehäuse 110 untergebracht ist. Das Kondensatormodul 10 ist mit einem Paar von internen Sammelschienen 130 versehen, die aus den positiven Elektroden und den negativen Elektroden bestehen, und die Vielzahl von Kondensatoren 120 sind parallel zwischen dem Paar von internen Sammelschienen 130 verbunden. Die Kondensatoren 120 und die internen Sammelschienen 130 sind in Harzmaterial eingegossen.
Die internen Sammelschienen 130 sind jeweils zu den ersten Sammelschienen 11, den zweiten Sammelschienen 12 und den elektrischen Stromleitungen 13 verzweigt.
Die ersten Sammelschienen 11 sind aus den Sammelschienen gebildet, die drei Paare von positiven Elektroden und negativen Elektroden entsprechend drei Phasen des Leistungsmoduls 20 einschließlich der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase bilden, und die ersten Sammelschienen 11 sind so gebildet, dass sie von einer Bodenfläche des Kondensatorgehäuses 110 zu der einen Seitenfläche hervorstehen.
Die zweiten Sammelschienen 12 sind aus den Sammelschienen gebildet, die aus einem Paar von positiven Elektroden und negativen Elektroden bestehen und so vorgesehen sind, dass sie von der Bodenfläche des Kondensatorgehäuses 110 zu einer zweiten Seitenfläche benachbart zu der oben erwähnten einen Seitenfläche hervorsteht. Die elektrischen Stromkabel 13 bestehen aus flexiblen Kabeln mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode und sind so vorgesehen, dass sie sich zu der unteren Oberflächenseite des Kondensatorgehäuses 110 erstrecken.
In einem Zustand, in dem die ersten Sammelschienen 11 in dem Gehäuse 2 installiert sind, weisen die ersten Sammelschienen 11 Formen auf, um in Kontakt mit Anschlüssen zu sein, die drei Phasen entsprechen, einschließlich der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, die in dem Leistungsmodul 20 vorgesehen sind, das auf der Oberflächenseite des Kondensatormoduls 10 positioniert ist. Die ersten Sammelschienen 11 sind unter Verwendung von Schrauben usw. verbunden, um in Kontakt mit den Anschlüssen des Leistungsmoduls 20 zu sein.
In einem Zustand, in dem die zweiten Sammelschienen 12 in dem Gehäuse 2 installiert sind, weisen die zweiten Sammelschienen 12 Formen auf, um in Kontakt mit Anschlüssen zu sein, die in dem DC/DC-Wandler 30 vorgesehen sind, der an der unteren Oberflächenseite des Kondensatormoduls 10 angeordnet ist. Die zweiten Sammelschienen 12 sind unter Verwendung von Schrauben usw. verbunden, um in Kontakt mit den Anschlüssen des DC/DC-Wandlers 30 zu sein. Die Sammelschienen 14 sind mit den Anschlüssen des DC/DC-Wandlers 30 verbunden. Die Sammelschienen 14 sind jeweils mit den Relais 61, dem batterieseitigen Stecker 51 und dem kompressorseitigen Stecker 52 verbunden.
In einem Zustand, in dem die elektrischen Stromkabel 13 in dem Gehäuse 2 installiert sind, sind die elektrischen Stromkabel 13 mit Anschlüssen verbunden, die in dem Ladegerät 40 vorgesehen sind, das an der Seitenflächenseite des Kondensatormoduls 10 angeordnet ist, das gegenüber der einen Seitenfläche davon ist. Da die elektrischen Stromkabel 13 flexibel sind, sind die elektrischen Stromkabel 13 mit den Anschlüssen des Ladegeräts 40 verbunden, so dass es keine Interferenz mit der DC/DC-Ladesteuerung 50, die oberhalb des Ladegeräts 40 angeordnet ist, und mit anderen in dem Gehäuse 2 bereitgestellten Komponenten und Strukturen gibt.
Mit solch einer Konfiguration wird das Leistungsmodul 20 betrieben, wenn der Motorgenerator 6 unter Strom- und Regenerationszustand ist (wenn das Ladegerät 40 nicht betrieben wird), und das Kondensatormodul 10 elektrische Gleichstromleistung von dem Leistungsmodul 20 zu diesem Zeitpunkt glättet. Das Ladegerät 40 wird betrieben, wenn die Batterie 5 durch den normalen Ladestecker 81 aufgeladen wird, während dem das Leistungsmodul 20 nicht betrieben wird, und das Kondensatormodul 10 elektrische Gleichstromleistung von dem Ladegerät 40 zu diesem Zeitpunkt glättet. Wie oben beschrieben, funktioniert das Kondensatormodul 10 als Glättungskondensator, der die elektrische Gleichstromleistung von dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 glättet.
Wie oben beschrieben, wandelt und überträgt der Leistungswandler 1 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung elektrische Energie zwischen der Energiespeichervorrichtung (der Batterie 5) und der Last (dem Motorgenerator 6) um, und der Leistungswandler 1 ist so konfiguriert, dass es umfasst: das Leistungsmodul 20, das elektrische Gleichstromleistung von der Batterie 5 und elektrische Wechselstromleistung umwandelt, die dem Motorgenerator 6 zuzuführen ist; das Ladegerät 40, das die Batterie 5 mit elektrischer Energie lädt, die über den externen Stecker (den normalen Ladestecker 81) geliefert wird; und ein Kondensatormodul, das mit dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 verbunden ist und die Spannung glättet, wenn sowohl das Leistungsmodul 20 als auch das Ladegerät 40 betrieben werden.
Durch die oben beschriebene Konfiguration ist das Kondensatormodul 10 an einer elektrischen Stromleitung zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 vorgesehen. Mit anderen Worten wird das Kondensatormodul 10 mit dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 geteilt, und es besteht keine Notwendigkeit, einen getrennten Kondensator vorzusehen, und dadurch ist es möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren und das Gewicht des Leistungswandlers zu reduzieren.
Zusätzlich umfasst der Leistungswandler 1 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den DC/DC-Wandler 30, der die Gleichspannung von der Batterie 5 umwandelt. Der DC/DC-Wandler 30 ist mit dem Kondensatormodul 10 verbunden, und das Kondensatormodul 10 glättet die Spannung, wenn sowohl das Leistungsmodul 20, das Ladegerät 40 als auch der DC/DC-Wandler 30 betrieben werden.
Durch die oben beschriebene Konfiguration ist es nicht erforderlich, einen separaten Glättungskondensator für den DC/DC-Wandler 30 vorzusehen, und es ist möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren und das Gewicht des Leistungswandlers zu reduzieren.
Zusätzlich umfasst in dem Leistungswandler 1 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kondensatormodul 10 die ersten Anschlüsse (die ersten Sammelschienen 11), die zweiten Anschlüsse (die zweiten Sammelschienen 12) und die dritten Anschlüsse (die elektrischen Stromkabel 13) und die ersten Anschlüsse sind mit dem Leistungsmodul 20 verbunden, die zweiten Anschlüsse sind mit dem DC/DC-Wandler 30 verbunden, die dritten Anschlüsse sind auf der Seite des Kondensatormoduls 10 gegenüber der Seite vorgesehen, wo die ersten Anschlüsse vorgesehen sind, und die dritten Anschlüsse sind mit dem Ladegerät 40 verbunden. Mit einer derartigen Konfiguration, weil die elektrischen Leistungswege zwischen dem Kondensatormodul 10 und jedem des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30, und des Ladegeräts 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es möglich, den Widerstand (R) und Induktivität (L) auf den Wegen der elektrische Gleichstromleistung zu verringern, und die elektrische Verlustleistung und das elektrische Rauschen zu verringern, und gleichzeitig ist es möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
Zusätzlich ist der Leistungswandler 1 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem kompressorseitigen Stecker 52 versehen, der mit einem elektrischen Kompressor 9 verbunden ist, der sich von der Last (dem Motorgenerator 6) und den vierten Anschlüssen (die Sammelschienen 14), die das Kondensatormodul 10 und den kompressorseitigen Stecker 52 verbinden unterscheidet, und dadurch ist es möglich, durch das Kondensatormodul 10 Rauschen der vierten Anschlüsse, die mit dem elektrischen Kompressor 9 verbunden sind, zu glätten, was Rauschen erzeugen kann.
Obwohl die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, ist die oben erwähnte Ausführungsform nur eine Darstellung eines der Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, und es besteht keine Absicht, den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung auf die spezifische Konfiguration der oben erwähnten Ausführungsform zu beschränken.
In der oben erwähnten zweiten Ausführungsform ist die Konfiguration, obwohl das Kondensatormodul 10 unter Verwendung flexibler Kabel (der elektrischen Stromkabel 13) mit dem Ladegerät 40 verbunden ist, nicht darauf beschränkt. Das Kondensatormodul 10 kann über Sammelschienen mit dem Ladegerät 40 verbunden sein, oder das Kondensatormodul 10 kann mit dem Leistungsmodul 20 oder den DC/DC-Wandler 30 durch flexible Kabel verbunden sein.
Repräsentative Merkmale dieser Ausführungsform außer den oben beschriebenen umfassen die folgenden.

(1) Der Fahrzeug-Leistungswandler zum Umwandeln von elektrischer Leistung zwischen der Energiespeichervorrichtung und der Last, umfasst: das Leistungsmodul, das die elektrische Gleichstromleistung von der Energiespeichervorrichtung und die elektrische Wechselstromleistung, die der Last zuzuführen ist, umwandelt; das Ladegerät, das elektrische Wechselstromleistung, die über den externen Verbinder zugeführt wird, in elektrische Gleichstromleistung umwandelt und die Energiespeichervorrichtung damit auflädt; und das Kondensatormodul, das mit dem Leistungsmodul und dem Ladegerät verbunden ist und das die Spannung glättet, wenn sowohl das Leistungsmodul als auch das Ladegerät betrieben werden.
(2) Fahrzeug-Leistungswandler nach (1) mit dem DC/DC-Wandler, der die von der Energiespeichervorrichtung gelieferte Gleichspannung umwandelt, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der DC/DC-Wandler mit dem Kondensatormodul verbunden ist, und dass das Kondensatormodul die Spannung glättet, wenn sowohl das Leistungsmodul, das Ladegerät als auch der DC/DC-Wandler betrieben werden.
(3) Fahrzeug-Leistungswandler gemäß (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul die ersten Anschlüsse, die zweiten Anschlüsse und die dritten Anschlüsse umfasst, wobei die ersten Anschlüsse mit dem Leistungsmodul verbunden sind, die zweiten Anschlüsse mit dem DC/DC-Wandler verbunden sind, die dritten Anschlüsse auf der Seite des Kondensatormoduls gegenüber der Seite vorgesehen sind, wo die ersten Anschlüsse vorgesehen sind, und die dritten Anschlüsse mit dem Ladegerät verbunden sind.
(4) Fahrzeug-Leistungswandler gemäß (1), der den Stecker umfasst, der mit dem elektrischen Kompressor verbunden ist, der sich von der Last unterscheidet, und die vierten Anschlüsse umfasst, die das Kondensatormodul und den Stecker verbinden.

<Dritte Ausführungsform>
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Eine Grundkonfiguration der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung davon wird wegzulassen.
5 und 6 sind strukturelle Blockdiagramme des Leistungswandlers 1 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Draufsicht des Leistungswandlers 1, und 6 ist eine Seitenansicht des Leistungswandlers 1.
In dem Gehäuse 2 sind das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 um das Kondensatormodul 10 herum angeordnet.
Genauer gesagt ist in dem Gehäuse 2 das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet. Das Kondensatormodul 10 ist über dem DC/DC-Wandler 30 geschichtet und der DC/DC-Wandler 30 ist unterhalb des Kondensatormoduls 10 angeordnet. Das Ladegerät 40 ist über dem DC/DC-Ladesteuerung 50 geschichtet und das Ladegerät 40 ist unter der DC/DC-Ladesteuerung 50 angeordnet.
Die ersten Sammelschienen 11 stehen von einer Seitenfläche des Kondensatormoduls 10 vor. Die ersten Sammelschienen 11 sind direkt mit dem Leistungsmodul 20 unter Verwendung von Schrauben usw. verbunden. Von dem Leistungsmodul 20 werden Dreiphasen-Ausgangs-Sammelschienen 24, die aus der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase bestehen auf der gegenüberliegenden Seite von den ersten Sammelschienen 11 hervorstehen.
Die Ausgangs-Sammelschienen 24 sind direkt mit dem Stromsensor 22 unter Verwendung von Schrauben usw. verbunden. Die motorseitigen Sammelschienen 25 stehen von der Unterseite des Stromsensors 22 hervor (siehe 3). Die motorseitigen Sammelschienen 25 sind jeweils direkt mit der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase der Ausgangs-Sammelschienen 24 des Leistungsmoduls 20 verbunden und geben dreiphasige elektrische Wechselstromleistung ab. Die motorseitigen Sammelschienen 25 sind so ausgebildet, dass sie von dem Gehäuse 2 freigelegt sind und mit dem Motorgenerator 6 durch einen Kabelbaum usw. verbunden sind.
Das Antriebssubstrat 21 ist auf einer oberen Oberfläche des Leistungsmoduls 20 geschichtet. Die Wechselrichtersteuerung 70 und die Relaissteuerung 60 sind so angeordnet, dass sie über dem Antriebssubstrat 21 geschichtet sind.
Die zweiten Sammelschienen 12 stehen von der unteren Oberflächenseite des Kondensatormoduls 10 hervor. Die zweiten Sammelschienen 12 sind unter Verwendung von Schrauben direkt mit dem DC/DC-Wandler 30 verbunden, der über dem Kondensatormodul 10 geschichtet angeordnet ist. Die zweiten Sammelschienen 12 sind mit dem positivseitigen Relais 61a und dem negativseitigen Relais 61b verbunden (siehe 5).
Die zweiten Sammelschienen 12 sind jeweils über Sammelschienen 14 mit dem batterieseitigen Stecker 51, an dem die Batterie 5 angeschlossen ist, und dem kompressorseitigen Stecker 52 verbunden, mit dem der elektrische Kompressor verbunden ist.
Der DC/DC-Wandler 30 ist mit dem fahrzeugseitigen Stecker 82 über die Sammelschienen 31 verbunden. Der fahrzeugseitige Stecker 82 ist mit Kabelbäumen usw. zum Anlegen von Gleichstrom-Energieversorgung verbunden, die dem DC/DC-Wandler 30 an jeweilige Teile des Fahrzeugs verbunden.
Die elektrischen Stromkabel 13 stehen von der Seite des Kondensatormoduls 10 gegenüber den ersten Sammelschienen 11 hervor. Die elektrischen Stromkabel 13 sind flexible Kabel mit Bewegbarkeit und sind mit dem Ladegerät 40 verbunden. Das Ladegerät 40 ist über Sammelschienen 41 mit dem normalen Ladestecker 81 verbunden.
Der Signalleitungsstecker 65 ermöglicht eine Verbindung zwischen der Außenseite des Gehäuses 2 und Signalleitungen, die mit dem DC/DC-Wandler 30, dem Ladegerät 40, der DC/DC-Ladesteuerung 50 und der Wechselrichtersteuerung 70 des Leistungswandlers 1 verbunden sind.
Die Signalleitung 55 ist zwischen dem Signalleitungsstecker 65 und der DC/DC-Ladesteuerung 50 angeschlossen. Die Signalleitung 55 ist mit dem Stecker 56 der DC/DC-Ladesteuerung 50 verbunden, durch Verlängern einer oberen Oberfläche des DC/DC-Wandler 30 zusammen mit der Signalleitung 62, die von der DC/DC-Ladesteuerung 50 zu der Relaissteuerung 60 geliefert wird. Die Führungsteile 58 zum Halten der Signalleitung 55 und der Signalleitung 62 sind auf der oberen Oberfläche des DC/DC-Wandlers 30 ausgebildet.
Das Gehäuse 2 ist aus dem oberen Gehäuse 2a und dem unteren Gehäuse 2b gebildet. Der Kühlwasserkanal 4 ist im unteren Gehäuse 2b ausgebildet. Der Kühlwasserkanal 4 ist so ausgebildet, dass das Kühlwasser hindurch strömt und das Leistungsmodul 20, das Kondensatormodul 10 und das Ladegerät 40 kühlt, die direkt über dem Kühlwasserkanal 4 angebracht sind.
Wie oben beschrieben ist der Leistungswandler 1 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Leistungswandler 1, der elektrische Energie zwischen der Energiespeichervorrichtung (der Batterie 5) und der Last (dem Motorgenerator 6) umwandelt und überträgt, und umfasst: das Leistungsmodul 20, das elektrische Gleichstromleistung von der Batterie 5 und elektrische Wechselstromleistung umwandelt, die dem Motorgenerator 6 zuzuführen ist; den DC/DC-Wandler 30, der die Gleichspannung von der Batterie 5 umwandelt; das Ladegerät 40, das die Batterie 5 mit elektrischer Energie lädt, die über den externen Stecker (den normalen Ladestecker 81) geliefert wird; das Kondensatormodul 10, das einen Kondensator zum Glätten der Spannung aufweist; und das Gehäuse 2, das das Leistungsmodul 20, den DC/DC-Wandler 30, das Ladegerät 40 und das Kondensatormodul 10 aufnimmt. In dem Leistungswandler 1 sind das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 in dem Gehäuse 2 um das Kondensatormodul 10 herum angeordnet.
Da bei der oben erwähnten Konfiguration Abstände zwischen dem Kondensatormodul 10 und sowohl dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 als auch dem Ladegerät 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es möglich, den Widerstand (R) und die Induktivität (L) auf den Wegen der elektrischen Gleichstromleistung zu reduzieren und den Leistungsverlust und das elektrische Rauschen zu reduzieren. Da die Abstände zwischen dem Kondensatormodul 10 und dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 und dem Ladegerät 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es darüber hinaus möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu verringern.
Zusätzlich ist in dem Leistungswandler 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet. Mit anderen Worten, da das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet ist, die eine große Wärmemenge erzeugen, ist es möglich, den gegenseitigen Einfluss durch die Wärme zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 zu unterdrücken. Da der Betrieb des Leistungsmoduls 20 (Leistungsbetrieb und Regeneration des Motorgenerators 6) und der Betrieb des Ladegeräts 40 (Laden der Batterie 5 durch elektrische Energie von dem normalen Ladestecker 81) nicht zur gleichen Zeit durchgeführt werden, es ist möglich, den Einfluss der Wärme zwischen den Operationen zu eliminieren.
Da in dem Leistungswandler 1 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der DC/DC-Wandler 30 so angeordnet ist, dass er mit dem Kondensatormodul 10, dem Kondensatormodul 10 und dem DC/DC-Wandler 30 geschichtet ist, die in der Schichtrichtung in dem Gehäuse 2 benachbart angeordnet sind, ist es möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
Zusätzlich umfasst in dem Leistungswandler 1 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kondensatormodul 10 die ersten Sammelschienen 11, die zweiten Sammelschienen 12 und die elektrischen Stromkabel 13, und die ersten Anschlüsse sind mit dem Leistungsmodul 20 verbunden, die zweiten Anschlüsse sind mit dem DC/DC-Wandler 30 verbunden und die dritten Anschlüsse sind mit dem Ladegerät 40 verbunden. Mit einer derartigen Konfiguration, weil die elektrischen Leistungswege zwischen dem Kondensatormodul 10 und jedem des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30, und des Ladegeräts 40 in dem Gehäuse 2 kürzer gemacht werden können, ist es möglich, den Widerstand (R) und Induktivität (L) auf den Wegen der elektrische Gleichstromleistung zu verringern, und die elektrische Verlustleistung und das elektrische Rauschen zu verringern, und gleichzeitig ist es möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
Zusätzlich sind in dem Leistungswandler 1 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die ersten Anschlüsse und die zweiten Anschlüsse jeweils die ersten Sammelschienen 11 und die zweiten Sammelschienen 12, und die dritten Anschlüsse sind flexible Kabel (die elektrischen Stromkabel 13). Mit einer derartigen Konfiguration, insbesondere weil die Wege zum Verbinden der dritten Anschlüsse frei angeordnet werden können, wird der Freiheitsgrad der Anordnung der jeweiligen Komponenten in dem Gehäuse 2 erhöht und es ist möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
<Vierte Ausführungsform>
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Grundkonfiguration der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung davon wird wegzulassen.
7 ist eine Seitenansicht des Leistungswandlers 1 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Konfiguration der oben erwähnten dritten Ausführungsform ist das Kondensatormodul 10 zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet, und der DC/DC-Wandler 30 ist so angeordnet, dass er über dem Kondensatormodul 10 geschichtet ist.
Im Gegensatz dazu ist in der Konfiguration der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Kondensatormodul 100 auf einer Kühlfläche des Gehäuses 2 angeordnet, und das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 sind über dem Kondensatormodul 100 angeordnet.
Wie in 7 gezeigt, ist der Kühlwasserkanal 4 im unteren Gehäuse 2b gebildet. Im unteren Gehäuse 2b ist ein dünnes plattenartiges Kondensatormodul 100 oberhalb des Kühlwasserkanals 4 angeordnet, um im Wesentlichen den gesamten Oberflächenbereich der Oberseite einer inneren Oberfläche abzudecken (im Folgenden als ”eine Kühlfläche 4a” bezeichnet) des unteren Gehäuses 2b. Mit anderen Worten ist das Kondensatormodul 100 so ausgebildet, dass es im Wesentlichen die gleiche Fläche wie die Kühlfläche 4a aufweise, wenn in einer Draufsicht betrachtet.
Das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 sind über dem Kondensatormodul 100 angeordnet. Der DC/DC-Wandler 30 ist zwischen dem Leistungsmodul 20 und dem Ladegerät 40 angeordnet.
Die Kondensatorelemente, die das Kondensatormodul 100 bilden, werden durch Schichten von beispielsweise metallischen dünnen Filmen und dielektrischen dünnen Filmen gebildet. Die Kapazität des Kondensatormoduls 100 entspricht der Fläche der geschichteten dünnen Filme. Somit ist es möglich, den Freiheitsgrad der Form zu erhöhen, indem die Formen der dünnen Filme und die Formen der Schicht verändert werden. In dieser Ausführungsform, durch Bilden des rechteckigen Kondensatormoduls 100, sodass dessen äußere Form in der Oben-Unten-Richtung so dünn wie möglich wird, wird das Kondensatormodul 100 so gebildet, dass es eine dünne plattenartige Form aufweist, während die erforderliche Kapazität sichergestellt wird.
Wenn beispielsweise das Kondensatormodul 100 eine rechteckige Form mit einer diagonalen Linie zwischen einem Punkt A und einem Punkt B in einer Draufsicht aufweist, wie in 5 gezeigt, ist es möglich, das Kondensatormodul 100 so auszubilden, dass es in der Oben-Unten-Richtung eine Dicke von etwa einem Drittel des Kondensatormoduls 10 aufweist, das gezeigt ist in 5 und 6, selbst wenn die Kapazität gleich ist.
Das Kondensatormodul 100 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen über der gesamten Oberfläche unterhalb des Strommoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30 und des Ladegeräts 40 angeordnet, und die Sammelschienen sind so vorgesehen, dass sie aus der oberen Seite des Kondensatormoduls 100 herausragen. Genauer gesagt sind die Sammelschienen, die aus den positiven Elektroden und den negativen Elektroden bestehen, über der gesamten inneren Oberfläche des dünnen plattenartigen Kondensatormoduls 100 angeordnet, und die Sammelschienen, die aus den positiven Elektroden und den negativen Elektroden bestehen, sind an beliebigen Positionen nach oben aufgerichtet. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Sammelschienen an beliebigen Positionen über dem dünnen plattenartigen Kondensatormodul anzuordnen.
Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die ersten Sammelschienen 11, die zweiten Sammelschienen 12 und die dritten Sammelschienen 23 des Kondensatormoduls 100 jeweils an den nahestand Stellen zu dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 und dem Ladegerät 40 anzuordnen, um damit Verbindungen zu erzielen. Da die elektrischen Leistungswege zwischen dem Kondensatormodul 100 und sowohl dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 als auch dem Ladegerät 40 kürzer gemacht werden können, ist es daher möglich, den Widerstand (R) und die Induktivität (L) auf den Wegen der elektrischen Gleichstromleistung zu reduzieren und den Leistungsverlust und das elektrische Rauschen zu reduzieren, und gleichzeitig ist es möglich, die Größe (Dicke) des Leistungswandlers 1 in der Oben-Unten-Richtung in Bezug auf die der ersten Ausführungsform zu reduzieren.
Da die Sammelschienen an beliebigen Positionen des Kondensatormoduls 100 angeordnet sein können, ist es darüber hinaus möglich, Orte der jeweiligen Komponenten frei zu bestimmen, die oberhalb des Kondensatormoduls 100 angeordnet sind. Da der Freiheitsgrad des Layouts erhöht wird und die Anordnung der Freiheitsgrade der jeweiligen Komponenten in dem Gehäuse 2 des Leistungswandlers 1 erhöht ist, ist es daher möglich, die Größe des Leistungswandlers 1 zu reduzieren.
8 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Kondensatormoduls 100 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Kondensatormodul 100 umfasst die ersten Sammelschienen 11, die zweiten Sammelschienen 12 und die dritten Sammelschienen 23. Die ersten Sammelschienen 11, die zweiten Sammelschienen 12 und die dritten Sammelschienen 23 sind so vorgesehen, dass sie zu der oberen Seite des Kondensatormoduls 100 vorstehen und jeweils so vorgesehen sind, dass sie den Positionen entsprechen, in denen das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 angeordnet sind.
Die ersten Sammelschienen 11 sind aus sechs Sammelschienen gebildet, die jeweils Paare der positiven Elektroden und der negativen Elektroden für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase bilden, um den Eingangsanschlüssen des Leistungsmoduls 20 zu entsprechen.
Die zweiten Sammelschienen 12 sind aus zwei Sammelschienen gebildet, die aus einem Paar der positiven Elektrode und der negativen Elektrode bestehen, um den Eingangsanschlüssen des DC/DC-Wandlers 30 zu entsprechen.
Die dritten Sammelschienen 23 sind aus zwei Sammelschienen gebildet, die aus einem Paar aus der positiven Elektrode und der negativen Elektrode bestehen, um den Eingangsanschlüssen des Ladegeräts 40 zu entsprechen.
Wenn das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 an der oberen Oberfläche des Kondensatormoduls 100 angebracht sind, sind sie jeweils elektrisch mit den ersten Sammelschienen 11, den zweiten Sammelschienen 12 und der dritten Sammelschienen 23 verbunden.
Wie oben beschrieben, ist in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Gehäuse 2 das dünne plattenähnliche Kondensatormodul 100 auf der Kühlfläche 4a des unteren Gehäuses 2b angeordnet, und das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 sind oberhalb des Kondensatormoduls 100 angeordnet.
Wie oben beschrieben, ist durch Bilden des Kondensatormoduls 100, das eine dünne plattenartige Form aufweist, und durch Anordnen des Kondensatormoduls 100 über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Kühlfläche 4a des unteren Gehäuses 2b das Volumen des Kondensatormoduls 100 in der Oben-Unten-Richtung, das den Raum in dem Gehäuse 2 einnimmt, verringert, ist es möglich, den Leistungswandler 1 dünner zu machen.
9 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Kondensatormoduls 100 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 10 ist eine Schnittansicht des Leistungswandlers, bei dem das Kondensatormodul der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der anderen beispielhaften Konfiguration angewendet wird.
Wie in 7 gezeigt, wenn das Kondensatormodul 100 im Wesentlichen über die gesamte Oberfläche der Kühlfläche 4a des unteren Gehäuses 2b angeordnet ist, ist der Wärmewiderstand zwischen der Kühlfläche 4a und jedem des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30 und des Ladegeräts 40 erhöht.
Um die Kühleffizienz des Leistungsmoduls 20, des DC/DC-Wandlers 30 und des Ladegeräts 40 zu erhöhen, ist das Kondensatormodul 100 mit Öffnungsabschnitten versehen, so dass die Kühlfläche 4a in direkten Kontakt mit dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 und mit dem Ladegerät 40 gebracht wird.
Wie in 9 gezeigt, ist ein Öffnungsabschnitt 20a an einer Position ausgebildet, an der das Leistungsmodul 20 in direkten Kontakt mit der Kühloberfläche 4a gebracht wird. In ähnlicher Weise ist ein Öffnungsabschnitt 30a an einer Position ausgebildet, an der der DC/DC-Wandler 30 in direkten Kontakt mit der Kühlfläche 4a gebracht wird, und ein Öffnungsabschnitt 40a ist an einer Position ausgebildet, an der das Ladegerät 40 in direkten Kontakt mit der Kühlfläche 4a gebracht wird.
Wie in 10 gezeigt, sind das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40 jeweils mit wärmeleitenden Abschnitten versehen, die beispielsweise aus Metall an Positionen ausgebildet sind, die den Öffnungsabschnitten 20a, 30a und 40a entsprechen. Wärmeerzeugende Komponenten wie Halbleiterbauelemente, Induktivitäten usw. die in dem Leistungsmodul 20, dem DC/DC-Wandler 30 und dem Ladegerät 40 vorgesehen sind, führen einen direkten Wärmeaustausch mit der Kühlfläche 4a über die wärmeleitenden Abschnitte aus.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, die äußere Form des Kondensatormoduls 100 auf verschiedene Arten zu ändern, während die erforderliche Kapazität sichergestellt wird. Daher, wie in 6 gezeigt, ist es durch Bilden der Öffnungsabschnitte, so dass das Leistungsmodul 20, der DC/DC-Wandler 30 und das Ladegerät 40, die oberhalb des Kondensatormoduls 100 montiert sind, in direkten Kontakt mit der Kühloberfläche 4a gebracht werden, ist es möglich, die Wärme freisetzende Effizienz zu erhöhen und die Effizienz des Leistungswandlers 1 zu verbessern.
11 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Kondensatormoduls 100 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Kapazität des Kondensatormoduls 100 hängt vom Volumen der Schichtung der metallischen dünnen Filme und der dielektrischen dünnen Filme ab. Um den Leistungswandler 1 weiter dünner zu machen, während eine Kapazität sichergestellt wird, die für das Kondensatormodul 100 erforderlich ist, wie in 11 gezeigt, kann das Kondensatormodul 100 so ausgebildet sein, dass es eine kastenähnliche Form aufweist.
Genauer gesagt, indem die Dicke der Seite des Kondensatormoduls 100, die in Kontakt mit der Kühlfläche 4a ist, dünner gemacht wird als die der in 8 gezeigten Form, und durch Formen der kastenartigen Form mit ihren vier nach oben aufgerichteten Seiten und durch Benutzen des Raums entsprechend den ausgerichteten Abschnitten als das Kondensatorelement, ist es möglich, die Dicke der Oberfläche des Kondensatormoduls 100, das in Kontakt mit der Kühlfläche 4 ist dünner zu machen, und daher ist es möglich, den Leistungswandler 1 weiter dünner zu machen.
Obwohl die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurde, ist die oben erwähnte Ausführungsform nur eine Veranschaulichung eines der Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, und es gibt keine Absicht, den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung auf die spezifische Konfiguration der oben erwähnten Ausführungsform zu beschränken.
Obwohl das Kondensatormodul 10 und das Ladegerät 40 durch die flexiblen Kabel (die elektrischen Stromdrähte 13) in der oben erwähnten dritten Ausführungsform verbunden sind, das Kondensatormodul 100 mit dem Ladegerät 40 durch die Sammelschienen (die dritten Sammelschienen 23) in der vierten Ausführungsform verbunden ist, sind die Konfigurationen nicht darauf beschränkt. Das Kondensatormodul 100 kann durch die flexiblen Kabel mit dem Leistungsmodul 20 oder dem DC/DC-Wandler 30 verbunden sein.
Repräsentative Merkmale der dritten und der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nicht die oben beschriebenen sind, umfassen das Folgende.

(1) Der Leistungswandler zum Umwandeln und Zuführen von elektrischer Energie zwischen der Energiespeichervorrichtung und der Last, umfasst: das Leistungsmodul, das die elektrische Gleichstromleistung von der Energiespeichervorrichtung und die elektrische Wechselstromleistung, die der Last zuzuführen ist, umwandelt; der DC/DC-Wandler, der die Gleichspannung von der Energiespeichervorrichtung umwandelt; das Ladegerät, das elektrische Wechselstromleistung, die über den externen Verbinder zugeführt wird, in elektrische Gleichstromleistung umwandelt und die Energiespeichervorrichtung damit auflädt; das Kondensatormodul mit dem Kondensator, der mit dem Leistungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Ladegerät verbunden ist und die Spannung glättet; und das Gehäuse, in dem das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler, das Ladegerät und das Kondensatormodul untergebracht sind und das die Kühlfläche aufweist, und dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul, das Ladegerät und der DC/DC Wandler um das Kondensatormodul herum angeordnet sind, der DC/DC-Wandler zwischen dem Leistungsmodul und dem Ladegerät angeordnet ist und das Kondensatormodul auf der Kühlfläche angebracht ist.
(2) Leistungswandler gemäß (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul so ausgebildet ist, dass es eine dünne plattenartige Form aufweist und auf der Kühlfläche montiert ist, und das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler und Ladegerät über dem Kondensatormodul montiert sind.
(3) Leistungswandler nach (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul in Draufsicht gesehen im Wesentlichen die gleiche Fläche wie die Kühlfläche aufweist.
(4) Leistungswandler nach einem von (1) bis (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul mit der Sammelschiene versehen ist, die elektrisch mit wenigstens dem Leistungsmodul, dem DC/DC-Wandler und/oder dem Ladegerät so verbunden ist, dass die Sammelschiene nach oben ragt.
(5) Leistungswandler nach einem von (2) bis (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul die Öffnungsabschnitte an Positionen aufweist, die wenigstens dem Leistungsmodul, dem DC/DC-Wandler, und/oder dem Ladegerät derart entsprechen, dass die Kühlfläche in direkten Kontakt mit dem Leistungsmodul, dem DC/DC-Wandler und dem Ladegerät gebracht wird.

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-101113 , eingereicht am 18. Mai 2015 beim Japanischen Patentamt, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-101134 , eingereicht am 18. Mai 2015 beim Japanischen Patentamt und Die japanische Patentanmeldung Nr. 2016-089221 , eingereicht am 27. April 2016 beim Japanischen Patentamt, deren gesamter Inhalt in diese Beschreibung aufgenommen ist.

Claims

Leistungswandler zum Umwandeln und Versorgen von elektrischer Leistung zwischen einer Energiespeichervorrichtung und einer Last, umfassend: ein Leistungsmodul, das dazu konfiguriert ist, elektrische Gleichstromleistung von der Energiespeichervorrichtung und elektrische Wechselstromleistung, die der Last zuzuführen ist, umzuwandeln; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, Gleichspannung von der Energiespeichervorrichtung umzuwandeln; ein Ladegerät, das dazu konfiguriert ist, elektrische Wechselstromleistung in elektrische Gleichstromleistung umzuwandeln und die Energiespeichervorrichtung damit zu laden, wobei die elektrische Wechselstromleistung über einen externen Stecker zugeführt wird; ein Kondensatormodul, das einen Kondensator aufweist und an das Leistungsmodul, das Ladegerät und den DC/DC-Wandler angeschlossen ist; und ein Gehäuse, das konfiguriert ist zum Unterbringen des Leistungsmoduls, des DC/DC-Wandlers, des Ladegeräts und des Kondensatormoduls, wobei in dem Gehäuse das Leistungsmodul, das Ladegerät und der DC/DC-Wandler um das Kondensatormodul herum angeordnet sind und das Kondensatormodul und der DC/DC-Wandler zwischen dem Leistungsmodul und dem Ladegerät angeordnet sind.
Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler so angeordnet ist, dass er mit dem Kondensatormodul geschichtet ist.
Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei das Kondensatormodul einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss umfasst, der erste Anschluss mit dem Leistungsmodul verbunden ist, der zweite Anschluss mit dem DC/DC-Wandler verbunden ist, und der dritte Anschluss mit dem Ladegerät verbunden ist.
Leistungswandler nach Anspruch 3, wobei der erste Anschluss und der zweite Anschluss Sammelschienen sind, und der dritte Anschluss ein flexibles Kabel ist.
Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei das Kondensatormodul mit dem Leistungsmodul und dem Ladegerät verbunden ist, die nicht gleichzeitig betrieben werden, wobei das Kondensatormodul konfiguriert ist, um die Spannung zu glätten, wenn sowohl das Leistungsmodul als auch das Ladegerät betrieben werden.
Leistungswandler nach Anspruch 5, wobei das Kondensatormodul einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss umfasst, der erste Anschluss mit dem Leistungsmodul verbunden ist, der zweite Anschluss mit dem DC/DC-Wandler verbunden ist, und der dritte Anschluss an einer Seite des Kondensatormoduls gegenüber einer Seite verbunden ist, an der der erste Anschluss vorgesehen ist, wobei der dritte Anschluss mit dem Ladegerät verbunden ist.
Leistungswandler nach Anspruch 6, des Weiteren umfasst: einen Stecker, der mit einem elektrischen Kompressor verbunden ist, der sich von der Last unterscheidet, und einen vierten Anschluss, der zum Verbinden des Kondensatormoduls und des Steckers konfiguriert ist.
Leistungswandler zum Umwandeln und Versorgen von elektrischer Leistung zwischen einer Energiespeichervorrichtung und einer Last, umfassend: ein Leistungsmodul, das dazu konfiguriert ist, elektrische Gleichstromleistung von der Energiespeichervorrichtung und elektrische Wechselstromleistung, die der Last zuzuführen ist, umzuwandeln; einen DC/DC-Wandler, der dazu konfiguriert ist, Gleichspannung von der Energiespeichervorrichtung umzuwandeln; ein Ladegerät, das dazu konfiguriert ist, elektrische Wechselstromleistung in elektrische Gleichstromleistung umzuwandeln und die Energiespeichervorrichtung damit zu laden, wobei die elektrische Wechselstromleistung über einen externen Stecker zugeführt wird; ein Kondensatormodul, das einen Kondensator aufweist und an das Leistungsmodul, das Ladegerät und den DC/DC-Wandler angeschlossen ist; und ein Gehäuse, das konfiguriert ist zum Unterbringen des Leistungsmoduls, des DC/DC-Wandlers, des Ladegeräts und des Kondensatormoduls, wobei in dem Gehäuse das Leistungsmodul, das Ladegerät, und der DC/DC-Wandler um das Kondensatormodul herum angeordnet sind, und der DC/DC-Wandler zwischen dem Leistungsmodul und dem Ladegerät angeordnet ist, und das Kondensatormodul auf der Kühlfläche montiert ist.
Leistungswandler nach Anspruch 8, wobei das Kondensatormodul so ausgebildet ist, dass es eine dünne plattenartige Form aufweist, und das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler und das Ladegerät oberhalb des Kondensatormoduls montiert sind.
Leistungswandler nach Anspruch 9, wobei das Kondensatormodul so ausgebildet ist, dass es im Wesentlichen die gleiche Fläche wie die der Kühlfläche aufweist, wenn es in einer Draufsicht betrachtet wird.
Leistungswandler nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Kondensatormodul mit einer Sammelschiene versehen ist, die elektrisch mit wenigstens dem Leistungsmodul, dem DC/DC-Wandler und/oder dem Ladegerät verbunden ist, wobei die Sammelschiene so vorgesehen ist, um nach oben zu zeigen.
Leistungswandler nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Kondensatormodul einen Öffnungsabschnitt an einer Position aufweist, die wenigstens dem Leistungsmodul, dem DC/DC-Wandler und/oder dem Ladegerät entspricht, wobei der Öffnungsabschnitt so konfiguriert ist, dass das Leistungsmodul, der DC/DC-Wandler und das Ladegerät in direkten Kontakt mit der Kühlfläche gebracht werden.