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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Adapterplatte für ein Kraftfahrzeug zum Anschließen einer Hochvolt-Leistungselektronik unmittelbar an eine Hochvolt-Energiequelle und einen Antrieb.
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In einem Elektro- oder Hybridfahrzeug erfolgt die Stromversorgung in der Regel mit Hilfe einer Hochvolt-Batterie bzw. Hochvolt-Energiequelle. Die damit bereitgestellte Hochspannung (z. B. 150 V oder mehr) wird meist von einer Leistungselektronik in ein 3-Phasen-Spannungssystem für einen entsprechenden 3-Phasen-Elektromotor gewandelt. Es sind also an der Leistungselektronik entsprechende Anschlüsse für die Hochvolt-Batterie und den 3-Phasen-Motor vorzusehen.
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Gegebenenfalls sind auch Nebenaggregate, wie beispielsweise ein elektrischer Klimakompressor an die Hochvolt-Batterie anzuschließen. Üblicherweise werden derartige Nebenaggregate nur über geeignete Sicherungen an die Hochvolt-Batterie angeschlossen, um sie vor zu hohen Strömen zu schützen. Damit sind an die Hochvolt-Batterie bereits mehrere Komponenten anzuschließen, so dass entsprechend viele Anschlussleitungen vorzusehen sind.
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Eine weitere Problematik besteht darin, dass bei unterschiedlichen Antriebsmotoren bzw. Baureihen jeweils verschiedene Aggregate oder Aggregattypen versorgt werden müssen. Somit ist eine entsprechende Vielzahl an Anschlussvarianten bereitzuhalten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Anschluss von Aggregaten an eine Hochvolt-Leistungselektronik und eine Hochvolt-Energiequelle zu vereinfachen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Adapterplatte nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird demnach bereitgestellt eine Adapterplatte für ein Kraftfahrzeug zum Anschließen einer Hochvolt-Leistungselektronik unmittelbar an eine Hochvolt-Energiequelle und einen Antrieb, umfassend
- – einen plattenförmigen Grundkörper,
- – eine erste Anschlusseinrichtung, die an dem Grundkörper befestigt ist, zur Verbindung der Hochvolt-Energiequelle mit der Hochvolt-Leistungselektronik, und
- – eine zweite Anschlusseinrichtung, die an dem Grundkörper befestigt ist, zur Verbindung des Antriebs mit der Hochvolt-Leistungselektronik.
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In vorteilhafter Weise ist es durch die erfindungsgemäße Adapterplatte möglich, die Anschlussleitungen für die Hochvolt-Energiequelle und den Antrieb unabhängig von der Hochvolt-Leistungselektronik zu gestalten, so dass sie für unterschiedliche Baureihen eingesetzt werden können. Es kann also die gleiche Hochvolt-Leistungselektronik verbaut werden und nur die Adapterplatte ist an die Bauraumverhältnisse anzupassen. Die Variantenvielfalt kann hierdurch reduziert werden.
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Vorzugsweise ist mindestens eine dritte Anschlusseinrichtung an dem Grundkörper der Adapterplatte befestigt, um die Hochvolt-Energiequelle an ein Hochvolt-Aggregat anschließen zu können. Dabei kann es auch günstig sein, wenn die dritte Anschlusseinrichtung eine Sicherung aufweist, um das Hochvolt-Aggregat gegen zu hohen Strom aus der Hochvolt-Energiequelle zu schützen.
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Bei einer Weiterbildung weist die zweite Anschlusseinrichtung drei Phasen auf. Darüber hinaus kann ein Gehäusedeckel zusammen mit dem Grundkörper ein Gehäuse zum Schutz einer der oder beider Anschlusseinrichtungen bilden. Außerdem kann das Gehäuse wasserdicht sein und/oder eine Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung aufweisen. Ferner kann an die zweite Anschlusseinrichtung ein 3-Phasen-Modul mit eigenem Gehäuse lösbar angeschlossen sein, so dass der Antrieb unmittelbar an das 3-Phasen-Modul angeschlossen werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Leistungselektronik mit Adapterplatte;
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2 die Leistungselektronik mit Adapterplatte von 1 aus einem anderen Blickwinkel;
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3 eine Draufsicht auf eine geöffnete Adapterplatte und
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4 eine Adapterplatte mit 3-Phasen-Modul.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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In 1 ist schematisch eine Leistungselektronik 1 dargestellt, die beispielsweise zur Wandlung einer 2-Phasen-Hochspannung (DC) einer Hochvolt-Batterie eines Kraftfahrzeugs in eine 3-Phasen-Spannung (AC) für den Elektromotor des Kraftfahrzeugs dient. Daher ist die Leistungselektronik 1 zumindest an die Hochvolt-Batterie und den dreiphasigen Antrieb anzuschließen. Um die Anschlüsse bzw. Anschlussleitungen unabhängig von dem Leistungselektroniktyp gestalten zu können, ist eine Adapterplatte 2 an die Leistungselektronik 1 angeschlossen. Die Anschlussplatte 2 weist einen plattenförmigen Grundkörper 3 auf. Ferner besitzt sie einen Gehäusedeckel 4, der mit dem Grundkörper 3 ein Gehäuse bildet. In dem Gehäuse befinden sich elektrische Leiter und gegebenenfalls weitere Elektronikkomponenten. Die Adapterplatte 2 besitzt hier eine erste Anschlusseinrichtung 5 mit zwei Anschlusspolen. Die zwei Pole dienen zum Anschließen an eine nicht dargestellte Hochvolt-Batterie bzw. -Energiequelle. Im Inneren des Gehäuses 3, 4 der Adapterplatte 2 laufen Leiter, insbesondere Kupfer-Flachleiter, um die Hochspannung in die Leistungselektronik 1 zu führen (vgl. 3). Die Pole der ersten Anschlusseinrichtung 5 ragen hier senkrecht aus dem plattenförmigen Grundkörper 3 und sind somit an der gleichen Seite des Grundkörpers 3 angeordnet wie die Leistungselektronik 1.
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Aus dem Gehäusedeckel 4 der Adapterplatte 2 ragen drei Pole einer zweiten Anschlusseinrichtung 6, die den Ausgang der Leistungselektronik 1 durch die Adapterplatte 2 nach außen schleift. Die drei Pole dienen für die 3-Phasen-Spannung für den Elektromotor des Kraftfahrzeugs.
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Während 1 die Leistungselektronik 1 mit Adapterplatte 2 von der Adapterplattenseite zeigt, zeigt 2 die beiden Komponenten von der Leistungselektronikseite. An der Adapterplatte 2 ist zwar die erste Anschlusseinrichtung 5 mit ihren zwei Polen zu erkennen, die zweite Anschlusseinrichtung 6 ist jedoch verdeckt. In 2 ist zusätzlich eine dritte Anschlusseinrichtung 7 der Adapterplatte 2 zu erkennen, die hier ebenfalls zwei Pole besitzt. Die Pole ragen hier wie bei der Anschlusseinrichtung 5 aus dem plattenförmigen Grundkörper 3 auf die Seite der Leistungselektronik 1. Sie dienen zum Anschluss an ein Hochvolt-Nebenaggregat, z. B. einem elektrischen Klimakompressor. Zu diesem Zweck ist die erste Anschlusseinrichtung 5 mit der dritten Anschlusseinrichtung 7 in der Adapterplatte 2 verbunden, so dass die Hochspannung von der ersten Anschlusseinrichtung 5 lediglich zur dritten Anschlusseinrichtung 7 durchgeschleift wird (vgl. 3).
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Vorteilhaft können mehrere Anschlusseinrichtungen 7 für mehrere Hochvolt-Nebenaggregate vorgesehen werden, wobei jeweils eine Sicherung vorgehalten wird.
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3 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Adapterplatte 2. Sie ist hier ohne Gehäusedeckel dargestellt, so dass die elektrischen Leiter in ihrem Inneren erkennbar sind. Auf die Grundplatte 3 ist hier eine Minus-Stromschiene 8 und eine Plus-Stromschiene 9 der ersten Anschlusseinrichtung 5 befestigt. Diese beiden Stromschienen 8 und 9 leiten den Strom von der Hochvolt-Batterie in die Leistungselektronik 1. Außerdem sind sie hier auch Teil der dritten Anschlusseinrichtung 7, um die Hochspannung an ein Nebenaggregat abzuzweigen. Im vorliegenden Beispiel ist die dritte Anschlusseinrichtung 7 in Koaxialausführung dargestellt. In die Minus-Leitung 8 ist hier eine Sicherung 10 eingefügt, um das anzuschließende Nebenaggregat vor zu hohen Strömen zu schützen. Die Sicherung ist damit auch in dem Gehäuse der Adapterplatte 2 untergebracht.
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Die Adapterplatte 2 weist außerdem die zweite Anschlusseinrichtung 6 auf, die hier eine U-Stromschiene 11, eine W-Stromschiene 12 und eine V-Stromschiene 13 besitzt. Die drei Stromschienen 11, 12, 13 sind hier von einem U-V-W-Stromschienengehäuse 14 umgeben.
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4 zeigt die Adapterplatte 2 von 3 mit aufgesetztem Gehäusedeckel 4 in perspektivischer Ansicht.
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Der Gehäusedeckel 4 weist eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Strahlung auf und ist so ausgebildet, dass er zusammen mit dem plattenförmigen Grundköper 3 ein wasserdichtes Gehäuse bildet.
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Außerdem ist auf die zweite Anschlusseinrichtung 6 hier ein 3-Phasen-Modul 15 aufgesetzt. Dieses Modul 15 hat separate Adapterfunktion, mit dem sich die Anschlussgeometrie leicht an eine andere Fahrzeugbaureihe anpassen lässt, ohne die gesamte Adapterplatte 2 ändern zu müssen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit eine variable Hochvolt-Adapterplatte 2 bereitgestellt, die bei verschiedenen Motorisierungen bzw. Baureihen und für verschiedene Hochvolt-Nebenaggregate verwendet werden kann. Die Adapterplatte 2 besitzt im allgemeinen einen plattenförmigen Grundköper 3, der in seiner Kontur beliebig geformt sein kann. Für die Übertragung der Hochspannung in die Leistungselektronik 1 können wie im obigen Beispiel Batterie-Stromschienen oder aber auch Kabel vorgesehen sein. Eine weitere Variante des oben angeführten Beispiels besteht darin, dass nicht nur eine dritte, sondern gegebenenfalls auch eine vierte, fünfte usw. Anschlusseinrichtung in bzw. an der Adapterplatte 2 vorgesehen ist. Dementsprechend können auch mehrere Sicherungen 10 in der Adapterplatte 2 angeordnet sein. Die Stromschienen bzw. Kabel der einzelnen Anschlusseinrichtungen 5, 6, 7 sind auch hier entweder einteilig oder mehrteilig auszuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leistungselektronik
- 2
- Adapterplatte
- 3
- Grundköper
- 4
- Gehäusedeckel
- 5
- erste Anschlusseinrichtung
- 6
- zweite Anschlusseinrichtung
- 7
- dritte Anschlusseinrichtung
- 8
- Minus-Stromschiene
- 9
- Plus-Stromschiene
- 10
- Sicherung
- 11
- U-Stromschiene
- 12
- W-Stromschiene
- 13
- V-Stromschiene
- 14
- U-V-W-Stromschienengehäuse
- 15
- Modul