模塊化電氣裝置及包括這種電氣裝置的電氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣系統(tǒng)、尤其是用于被插設(shè)在電池和機(jī)動車輛電動機(jī)之間的電氣系統(tǒng)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]已知使用具有被稱為模塊的、每個(gè)都用于在相互之間電氣連接的同時(shí)實(shí)施預(yù)設(shè)功能的部分的電氣裝置。
[0003]—般需要將電氣裝置的每個(gè)模塊固定在冷板上以排走由該模塊散發(fā)的熱量。
[0004]冷板通常設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)用于使冷卻液在冷板的用于容置散發(fā)熱量最多的模塊的部分下方循環(huán)。
[0005]為了容置冷卻系統(tǒng)，冷板需要有大的厚度，這使其更重且占據(jù)空間。
[0006]本發(fā)明的目的在于至少部分地改善前述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此，本發(fā)明提出一種電氣裝置，其包括:
[0008]-主模塊，該主模塊按前-后方向具有被稱為主后表面的、用于被緊貼并固定于冷板的被稱為凸出支座的支座的后表面，
[0009]-輔助模塊，該輔助模塊具有被稱為輔助后表面的、用于被緊貼并固定于冷板的被稱為凹進(jìn)支座的另一支座的后表面，
[0010]凸出支座在凹進(jìn)支座的前方延伸，這兩個(gè)支座通過一個(gè)臺階相連，
[0011]其中所述輔助后表面在主后表面的后面延伸。
[0012]借助于本發(fā)明，能夠使用具有兩個(gè)通過臺階相互連接的支座的冷板。由此，可將冷卻系統(tǒng)布置在凸出支座下方，同時(shí)在凹進(jìn)支座下方保留較小的冷卻板厚度。
[0013]可選地，輔助后表面在主后表面后方介于5mm和20mm之間的距離延伸。同樣可選地，所述電氣裝置包括至少一個(gè)將輔助模塊附接到主模塊上以阻止輔助模塊脫離主模塊的附接件，附接件允許輔助模塊相對主模塊沿前-后方向在接近和遠(yuǎn)離主模塊的位置之間移動，在輔助模塊的整個(gè)移動行程上，輔助后表面都在主后表面的后方延伸。
[0014]可選地，移動行程至少為0.5mm。
[0015]還可選地，移動行程至多為10mm。
[0016]還可選地，所述主模塊包括箱體，其中設(shè)置有空氣輸入開口，且電氣裝置還包括用于將主模塊和輔助模塊固定在其各自的支座上的螺釘，所述螺釘具有比所述空氣輸入開口大的頭部。
[0017]還可選地，所述主模塊用于基于由電池提供的電力來向電機(jī)的各相提供被稱為驅(qū)動電力的電力，且所述輔助模塊用于基于由電池提供的電力來向電機(jī)的轉(zhuǎn)子提供被稱為磁勵(lì)電力的電力。
[0018]還提出一種電氣系統(tǒng)，其包括:
[0019]-根據(jù)本發(fā)明所述的電氣裝置，
[0020]-冷板，此冷板具有凹進(jìn)支座和在凹進(jìn)支座前方延伸的凸出支座，此兩個(gè)支座通過一個(gè)臺階相互連接，
[0021]其中所述主模塊的主后表面被緊貼并固定于凸出支座，且其中所述輔助模塊的輔助后表面被緊貼并固定于凹進(jìn)支座。
[0022]可選地，所述臺階在前-后方向上具有介于5mm和20mm之間的高度。
[0023]還可選地，所述電氣系統(tǒng)包括用于使冷卻液在凸出支座下方循環(huán)的冷卻系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0024]現(xiàn)在將參照如下附圖，僅示例性地描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
[0025]圖1為符合本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的簡化視圖。
[0026]圖2為圖1所示電氣系統(tǒng)的電氣裝置的功能性視圖。
[0027]圖3、4和5為圖2所示電氣裝置的三維視圖。
[0028]圖6為圖2所示裝置的三維分解視圖。
[0029]附圖標(biāo)記
[0030]電氣系統(tǒng)100
[0031]冷板102
[0032]凹進(jìn)支座104
[0033]凸出支座106
[0034]臺階108
[0035]冷卻系統(tǒng)110
[0036]冷卻液112
[0037]電氣裝置114
[0038]主模塊116
[0039]輔助模塊118
[0040]主后表面120[0041 ]輔助后表面122
[0042]電動機(jī)202
[0043]電池204
[0044]驅(qū)動控制部分206
[0045]驅(qū)動操縱部分208
[0046]驅(qū)動電轉(zhuǎn)換器210
[0047]磁勵(lì)操縱部分212
[0048]磁勵(lì)電轉(zhuǎn)換器214
[0049]主箱體302
[0050]主箱體的主體304[0051 ]主箱體的蓋體306
[0052]輔助箱體308
[0053]附接件310
[0054]插槽312
[0055]舌片314
[0056]自由端316
[0057]輔助固定件318
[0058]外部連接器402
[0059]主輸入端子404
[0060]前開口406
[0061]輔助輸入端子408
[0062]輸入電互連件410
[0063]磁勵(lì)輸出電纜412
[0064]主固定件414
[0065]磁勵(lì)輸出端子502
[0066]驅(qū)動輸出端子504
[0067]井505
[0068]空氣輸入開口 506
[0069]電功率模塊602
[0070]基板604
[0071]箱體606
[0072]電磁屏蔽件608
[0073]電磁絕緣片610
[0074]第一電路板612
[0075]第二電路板614
[0076]第三電路板616
[0077]第四電路板618
[0078]柔性連接件620
【具體實(shí)施方式】
[0079]將參照圖1到圖6來描述一種尤其用于將機(jī)動車輛電池連接到該機(jī)動車輛的電動機(jī)的電氣系統(tǒng)。以下用總參考標(biāo)號100來指示電氣系統(tǒng)。另外，將參照包括三個(gè)方向的任意標(biāo)準(zhǔn)正交坐標(biāo)系來描述電氣系統(tǒng)100的元件，所述三個(gè)方向?yàn)?低-高B-H，右-左D-G和前-后Av-Ar0
[0080]參照圖1，電氣系統(tǒng)100首先包括大致在由低-高B-H方向和右-左D-G方向定義的平面中延伸的冷板102。冷板102具有凹進(jìn)支座104和在凹進(jìn)支座104前方延伸的凸出支座106。這兩個(gè)支座104、106通過在前-后Av-A方向上具有介于5mm和20mm之間的高度的臺階108相連接。
[0081]電氣系統(tǒng)100還包括用于使由兩個(gè)箭頭112表示的冷卻液在凸出支座106下方循環(huán)的冷卻系統(tǒng)110。相反地，在凹進(jìn)支座104下方未設(shè)置有任何冷卻液循環(huán)。
[0082]如此，借助于臺階108和支座104、106，冷板102的厚度在凹進(jìn)支座104下方比在凸出支座106下方更小。這允許節(jié)省凹進(jìn)支座104對面的空間，以及節(jié)省用于制造冷板102的材料，同時(shí)為冷卻系統(tǒng)110留出足夠的冷板厚度。
[0083]電氣系統(tǒng)100還包括被固定在冷板102上的電氣裝置114。
[0084]更確切地，電氣裝置114包括主模塊116和附接在主模塊116上的輔助模塊118。輔助模塊118自主模塊116的較高部分向主模塊116的后方伸出。主模塊116在輔助模塊118下方具有被稱為主后表面120的緊貼并固定在凸出支座106的后表面。輔助模塊118同樣具有被稱為輔助后表面122的緊貼并固定在凹進(jìn)支座104的后表面。
[0085]輔助模塊118用于能夠至少沿前-后Av-Ar方向在接近和遠(yuǎn)離主模塊116的位置之間移動。輔助模塊118的移動行程，即輔助模塊118沿前-后Av-Ar方向能夠相對主模塊116移動的距離，優(yōu)選為介于0.5mm和I Omm之間。
[0086]而且，當(dāng)輔助模塊118處于接近和遠(yuǎn)離主模塊116的位置的中途的中間位置上時(shí)，輔助后表面122以例如介于5mm和20mm之間的距離在主后表面120的后方延伸。
[0087]優(yōu)選地，輔助后表面122在輔助模塊118的整個(gè)移動行程上都在主后表面120的后方延伸。
[0088]如此，輔助后表面122在主后表面120后方延伸的事實(shí)允許將電氣裝置114固定在如冷板102的、具有連接兩個(gè)支座的臺階的冷板上。
[0089]現(xiàn)在將參照圖2來功能性地描述主模塊116和輔助模塊118。
[0090]主模塊116用于基于機(jī)動車輛電池204提供的電力向該機(jī)動車輛的電動機(jī)202的各相(未示出)提供稱為驅(qū)動電力的電力。被如此供電的各相用于驅(qū)動電動機(jī)202的轉(zhuǎn)子(未示出)轉(zhuǎn)動。
[0091]如此，主模塊116包括被稱為驅(qū)動控制部分206的、用于基于從例如機(jī)動車輛計(jì)算器(未示出)接收的信息來提供控制信號的第一部分?？刂菩盘柪绫硎緳C(jī)動車輛所期望的電機(jī)扭矩。
[0092]主模塊116還包括被稱為驅(qū)動操縱部分208的、用于基于從驅(qū)動控制部分206接收的控制信號來提供操縱信號的第二部分。驅(qū)動操縱部分208在英文中通常被稱為“driver”。
[0093]主模塊116還包括被稱為驅(qū)動電轉(zhuǎn)換器210的、用于將電池204提供的電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電力的第一電轉(zhuǎn)換器。在所描述的實(shí)施例中，驅(qū)動電轉(zhuǎn)換器210為用于將由電池204提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成用于電動機(jī)202的各相的三相交流電流的逆變器。為此，驅(qū)動電轉(zhuǎn)換器210包括由從驅(qū)動操縱部分208接收的操縱信號操縱的受控開關(guān)(未示出)，如IGBT。例如，驅(qū)動電轉(zhuǎn)換器210具有六個(gè)受控開關(guān)。
[0094]輔助模塊118用于基于由電池204提供的電力為電動機(jī)202的轉(zhuǎn)子提供稱為勵(lì)磁電力的電力。勵(lì)磁電力用于激勵(lì)轉(zhuǎn)子以使其極化，以使得轉(zhuǎn)子能夠被電動機(jī)202的各相驅(qū)動。
[0095]由此，輔助模塊118首先包括被稱為勵(lì)磁操縱部分212的、用于根據(jù)例如從機(jī)動車輛計(jì)算器接收的信息來提供操縱信號。
[0096]輔助模塊118還包括被稱為勵(lì)磁電轉(zhuǎn)換器214的、用于將由電池204提供的電力轉(zhuǎn)換成用于電動機(jī)202轉(zhuǎn)子的電力的電轉(zhuǎn)換器。在所描述的實(shí)施例中，勵(lì)磁電轉(zhuǎn)換器214用于將由電池204提供的通常大約為400V的直流電壓轉(zhuǎn)換成值通常可達(dá)16A的用于轉(zhuǎn)子的直流電流。為此，勵(lì)磁電轉(zhuǎn)換器214具有由從勵(lì)磁控制部分212接收的操縱信號操縱的受控開關(guān)(未示出)，如IGBT。勵(lì)磁電轉(zhuǎn)換器214例如具有兩個(gè)受控開關(guān)。
[0097]參照圖3，主模塊116包括主箱體302，主箱體302包括限定圍繞前-后Av-Ar方向的側(cè)壁的主體304和用于覆蓋主體304以向前方閉合主箱體302的蓋體306。
[0098]輔助模塊118包括限定圍繞前-后Av-Ar方向的側(cè)壁的輔助箱體308。
[0099]另外，電氣裝置114包括附接件310，其將輔助模塊118附接到主模塊116上以阻止輔助模塊118脫離主模塊116。附接件310允許前述的輔助模塊118相對主模塊116在接近和遠(yuǎn)離主模塊116的位置之間的移動。
[0100]在所描述的實(shí)施例中，附接件310用于將輔助模塊118夾在主模塊116上。