DE102023202260A1 - Discharge device for an intermediate circuit capacitor - Google Patents
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Abstract
Eine Entladevorrichtung (230) für einen Zwischenkreiskondensator (225) eines Stromwandlers (115) umfasst folgende Elemente: einen Widerstand (250); einen steuerbaren Schalter (255); Anschlüsse (240, 245) zur Verbindung mit dem Zwischenkreiskondensator (225); und eine Leiterplatte (235) mit Leiterbahnen (260) zur elektrischen Verbindung der Elemente derart, dass der Widerstand (250) mit dem Schalter (255) in Serie zwischen den Anschlüssen (240, 245) liegt. Dabei ist der Widerstand (250) durch eine Anordnung von Leiterbahnen (260) der Leiterplatte (235) gebildet.A discharge device (230) for an intermediate circuit capacitor (225) of a current transformer (115) comprises the following elements: a resistor (250); a controllable switch (255); connections (240, 245) for connection to the intermediate circuit capacitor (225); and a circuit board (235) with conductor tracks (260) for electrically connecting the elements such that the resistor (250) is connected in series with the switch (255) between the connections (240, 245). The resistor (250) is formed by an arrangement of conductor tracks (260) of the circuit board (235).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromwandler mit einem Zwischenkreiskondensator. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Entladevorrichtung für den Zwischenkreiskondensator.The present invention relates to a current transformer with an intermediate circuit capacitor. In particular, the invention relates to a discharge device for the intermediate circuit capacitor.
Ein Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einem elektrischen Energiespeicher und einem elektrischen Antriebsmotor. Der elektrische Energiespeicher stellt eine Gleichspannung zur Verfügung, während der elektrische Antriebsmotor eine Wechselspannung benötigt. Ein Stromwandler ist dazu eingerichtet, die benötigte Wechselspannung zu generieren und ein Verhalten der elektrischen Antriebsmaschine zu steuern. Üblicherweise umfasst der Stromwandler eine Halbbrücke, die eine Spannung des Energiespeichers mit hoher Frequenz auf ein benötigtes Niveau umsetzt. Zur Entkopplung ist ein Zwischenkreiskondensator (ZKK) vorgesehen, der elektrische Energie während des Schaltens der Halbbrücke zwischenspeichert.A motor vehicle comprises a drive train with an electrical energy storage device and an electric drive motor. The electrical energy storage device provides a direct voltage, while the electric drive motor requires an alternating voltage. A current converter is set up to generate the required alternating voltage and to control the behavior of the electric drive machine. The current converter usually comprises a half-bridge, which converts a voltage from the energy storage device to a required level at a high frequency. An intermediate circuit capacitor (ZKK) is provided for decoupling, which temporarily stores electrical energy while the half-bridge is switching.
Wird das Kraftfahrzeug abgestellt und der elektrische Antriebsstrang abgeschaltet, so kann sich noch eine beträchtliche Ladung im Zwischenkreiskondensator befinden. Da eine Spannung des elektrischen Energiespeichers mehrere 100 V betragen kann, kann ein geladener Zwischenkreiskondensator ebenfalls eine hohe Spannung aufweisen, die gefährlich beispielsweise für einen Techniker sein kann, der den Antriebsstrang wartet.If the vehicle is parked and the electric drive train is switched off, there may still be a considerable charge in the intermediate circuit capacitor. Since the voltage of the electrical energy storage device can be several 100 V, a charged intermediate circuit capacitor can also have a high voltage, which can be dangerous, for example, for a technician who is servicing the drive train.
Zum Entladen des Zwischenkreiskondensators kann ein elektrischer Widerstand oder ein Transistor verwendet werden. Dabei können Transistoren, die von der Halbbrücke umfasst sind, aus Sicherheitsgründen (ASIL-B oder höher) nicht verwendet werden. Das Entladen mittels eines dedizierten Transistors ist bei Spannungen bis ca. 400 V erprobt und kann als sicher gelten. Allerdings werden Kraftfahrzeuge verstärkt mit elektrischen Energiespeichern ausgerüstet, die eine deutlich höhere Spannung aufweisen, beispielsweise ca. 800 bis ca. 1000 V oder auch darüber. Das Entladen eines Zwischenkreiskondensators einer derart hohen Spannung kann fehleranfällig sein. Ein separater Widerstand muss eine hohe Belastbarkeit aufweisen, um die geforderten Energiemengen an der hohen Spannung aushalten zu können. Hochleistungs-Widerstände sind oft in Zement gekapselt und relativ kompakt, sodass an ihm auftretende Wärme schlecht abgeführt werden kann. Widerstände mit besserer Kühlung können hingegen voluminös und kostenintensiv sein.An electrical resistor or a transistor can be used to discharge the intermediate circuit capacitor. Transistors that are included in the half-bridge cannot be used for safety reasons (ASIL-B or higher). Discharging using a dedicated transistor has been tested at voltages of up to approx. 400 V and can be considered safe. However, motor vehicles are increasingly being equipped with electrical energy storage devices that have a significantly higher voltage, for example approx. 800 to approx. 1000 V or even more. Discharging an intermediate circuit capacitor with such a high voltage can be prone to errors. A separate resistor must have a high load capacity in order to be able to withstand the required energy quantities at the high voltage. High-performance resistors are often encapsulated in cement and are relatively compact, so that heat generated by them cannot be dissipated well. Resistors with better cooling, on the other hand, can be bulky and expensive.
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht daher in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators eines Stromwandlers. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object underlying the present invention is therefore to provide an improved technique for discharging an intermediate circuit capacitor of a current transformer. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Entladevorrichtung für einen Zwischenkreiskondensator eines Stromwandlers folgende Elemente: einen Widerstand; einen steuerbaren Schalter; Anschlüsse zur Verbindung mit dem Zwischenkreiskondensator; und eine Leiterplatte mit Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der Elemente derart, dass der Widerstand mit dem Schalter in Serie zwischen den Anschlüssen liegt. Dabei ist der Widerstand durch eine Anordnung von Leiterbahnen der Leiterplatte gebildet.According to a first aspect of the present invention, a discharge device for an intermediate circuit capacitor of a current transformer comprises the following elements: a resistor; a controllable switch; connections for connection to the intermediate circuit capacitor; and a circuit board with conductor tracks for electrically connecting the elements such that the resistor is in series with the switch between the connections. The resistor is formed by an arrangement of conductor tracks on the circuit board.
Die Entladevorrichtung kann kostengünstig hergestellt werden. Der durch die Leiterplatte realisierte Widerstand kann eine relativ große Oberfläche bei relativ kleinem Volumen aufweisen. An ihm anfallende Wärme kann somit gut abgeführt werden. Gleichzeitig kann die Entladevorrichtung vorteilhaft geringen Bauraum erfordern und gut in ein System mit einem Stromwandler eingefügt werden. Der steuerbare Schalter kann betriebssicher ausgeführt werden, sodass er hochohmig, aber nicht niederohmig ausfallen kann. Die Entladevorrichtung kann eine hohe Betriebssicherheit erreichen und entsprechend zertifiziert werden, beispielsweise nach ISO 26262 oder nach ASIL A bis D.The discharge device can be manufactured inexpensively. The resistance implemented by the circuit board can have a relatively large surface area with a relatively small volume. The heat generated by it can therefore be easily dissipated. At the same time, the discharge device can advantageously require little installation space and can be easily integrated into a system with a current transformer. The controllable switch can be designed to be operationally reliable, so that it can be high-resistance but not low-resistance. The discharge device can achieve a high level of operational reliability and be certified accordingly, for example according to ISO 26262 or ASIL A to D.
Die Leiterbahnen können in beliebigen Kurven oder Geraden geführt werden, sodass ein zur Verfügung stehender Bauraum auf der Leiterplatte optimal ausgenutzt werden kann. So kann beispielsweise leicht ein I-förmiger, ein L-förmiger oder ein O-förmiger Widerstand auf der Leiterplatte gebildet werden. Komplexere Formen können aus einfachen formen zusammengesetzt sein. Steht keine zusammenhängende Fläche für den Widerstand zur Verfügung, kann er auf zwei oder mehrere Teilflächen aufgeteilt werden.The conductor tracks can be laid out in any curve or straight line, so that the available installation space on the circuit board can be used optimally. For example, an I-shaped, L-shaped or O-shaped resistor can easily be formed on the circuit board. More complex shapes can be composed of simple shapes. If there is no continuous surface available for the resistor, it can be divided into two or more sub-surfaces.
Der Widerstand kann skalierbar sein, um an einer vorbestimmten Betriebsspannung eingesetzt zu werden und eine vorbestimmte Ladungsmenge des Zwischenkreiskondensators innerhalb einer vorbestimmten Zeit in Wärme umzuwandeln. Bei Bedarf kann die Leiterplatte leicht entwärmt werden, beispielsweise indem sie thermisch an einen Kühlkörper oder ein Gehäuse angebunden wird. Dabei kann es ausreichen, nur einen Teil der Fläche, auf der sich der Widerstand erstreckt, thermisch anzubinden.The resistor can be scalable to be used at a predetermined operating voltage and to convert a predetermined amount of charge of the intermediate circuit capacitor into heat within a predetermined time. If necessary, the circuit board can be easily cooled, for example by thermally connecting it to a heat sink or a housing. It may be sufficient to thermally connect only part of the area over which the resistor extends.
Es ist bevorzugt, dass der Widerstand eine ebene, mäanderförmige Anordnung von Leiterbahnen umfasst. So kann die Länge der von Strom durchflossenen Leiterbahnen maximiert werden, während gleichzeitig eine Stromdichte auf der Leiterplatte gering gehalten sein kann. Die Leiterbahnen können in einem üblichen Fertigungsprozess hergestellt werden, beispielsweise mittels Ätztechnologie auf der Basis einer Kupferbeschichtung auf einem Trägermaterial wie Hartpapier oder einem faserverstärkten Kunststoff.It is preferred that the resistor comprises a flat, meandering arrangement of conductor tracks. In this way, the length of the conductor tracks through which current flows can be maximized, while at the same time the current density on the circuit board can be kept low. The conductor tracks can be manufactured in a conventional manufacturing process, for example using etching technology based on a copper coating on a carrier material such as hard paper or a fiber-reinforced plastic.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass Leiterbahnen, die dem Widerstand zugeordnet sind und in derselben Ebene liegen, in regelmäßigen gegenseitigen Abständen angeordnet sind. So kann eine optimale Wärmeverteilung in der Fläche des Widerstands realisiert sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind mehrere äquidistante, parallele Leiterbahnen vorgesehen, deren Enden paarweise miteinander verbunden sind, sodass die Leiterbahnen elektrisch in Serie geschaltet sind. In Abhängigkeit einer Dicke und Breite der Leiterbahnen können ein elektrischer Widerstand und eine Strombelastbarkeit gesteuert werden.It is further preferred that conductor tracks that are assigned to the resistor and lie in the same plane are arranged at regular mutual distances. This allows optimal heat distribution in the surface of the resistor to be achieved. In a particularly preferred embodiment, several equidistant, parallel conductor tracks are provided, the ends of which are connected to one another in pairs, so that the conductor tracks are electrically connected in series. An electrical resistance and a current load capacity can be controlled depending on the thickness and width of the conductor tracks.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Leiterplatte mehrere Ebenen auf, wobei dem Widerstand zugeordnete Leiterbahnen auf unterschiedlichen Ebenen liegen. Auf diese Weise kann die effektive Länge von Leiterbahnen, die elektrisch zwischen den Anschlüssen liegen, vergrößert werden. Die Leiterplatte kann beliebig viele Lagen aufweisen, branchenüblich sind beispielsweise zwei, vier, sechs oder acht Lagen.In a further preferred embodiment, the circuit board has several levels, with conductor tracks assigned to the resistor lying on different levels. In this way, the effective length of conductor tracks that lie electrically between the connections can be increased. The circuit board can have any number of layers; two, four, six or eight layers are common in the industry, for example.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind dem Widerstand zugeordnete Leiterbahnen in benachbarten Ebenen zueinander versetzt angeordnet. Eine Stromdichte innerhalb der Leiterplatte kann dadurch verbessert homogen sein. Wärme kann verbessert gleichmäßig verteilt innerhalb der Leiterplatte entstehen, sodass eine thermische Überlastung eines einzelnen Bereichs verbessert verhindert werden kann.In a further preferred embodiment, conductor tracks assigned to the resistor are arranged offset from one another in adjacent planes. A current density within the circuit board can thus be more homogeneous. Heat can be generated more evenly distributed within the circuit board, so that thermal overloading of an individual area can be better prevented.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Leiterplatte einen vorbestimmten Abschnitt aufweist, in dem sich keine anderen elektrischen Elemente als die dem Widerstand zugeordneten Leiterbahnen erstrecken. Der Abschnitt kann exklusiv durch den Widerstand genutzt werden, sodass ein anderes Element weder elektrisch noch thermisch mit dem Widerstand interagieren kann. Der Abschnitt kann so gewählt werden, dass er nahe an einem Element liegt, das zur Übernahme von Wärme geeignet ist, beispielsweise eine Gehäuseschale oder ein Kühlkörper. Ein anderer Abschnitt der Leiterplatte kann hingegen zur elektrischen Verbindung bzw. Aufnahme anderer Elemente des Stromwandlers verwendet werden. Beispielsweise können mittels der Leiterplatte Halbleitermodule, die als Stromventile arbeiten, elektrisch miteinander und/oder mit einer Steuervorrichtung verbunden werden. Die Steuervorrichtung kann ebenfalls auf der Leiterplatte aufgebaut oder elektrisch über die Leiterplatte angebunden sein.It is further preferred that the circuit board has a predetermined section in which no electrical elements other than the conductor tracks assigned to the resistor extend. The section can be used exclusively by the resistor, so that another element can neither electrically nor thermally interact with the resistor. The section can be selected so that it is close to an element that is suitable for absorbing heat, for example a housing shell or a heat sink. Another section of the circuit board can, however, be used for the electrical connection or accommodation of other elements of the current transformer. For example, semiconductor modules that work as current valves can be electrically connected to one another and/or to a control device by means of the circuit board. The control device can also be built on the circuit board or electrically connected via the circuit board.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Oberfläche des Abschnitts der Leiterplatte frei von anderen Elementen ist. Die Oberfläche kann zur Anlage an einem Element zur Übernahme thermischer Energie genutzt werden.It is further preferred that a surface of the portion of the circuit board is free of other elements. The surface can be used to abut against an element for absorbing thermal energy.
Die Entladevorrichtung kann außerdem eine Einrichtung zur Bestimmung einer Temperatur des Widerstands auf der Basis eines durch den Widerstand fließenden Stroms und einer am Widerstand anliegenden Spannung umfassen.The discharge device may further comprise means for determining a temperature of the resistor based on a current flowing through the resistor and a voltage applied to the resistor.
Der durch Leiterbahnen gebildete Widerstand kann eine PTC-Charakteristik aufweisen, wobei sein Widerstand mit steigender Temperatur ansteigt. Durch Bestimmen seines Widerstands kann auf seine Temperatur rückgeschlossen werden. Die Temperatur kann zu Diagnosezwecken ausgewertet werden. So kann verhindert werden, dass der Widerstand thermisch überlastet wird.The resistor formed by conductor tracks can have a PTC characteristic, whereby its resistance increases with increasing temperature. By determining its resistance, its temperature can be determined. The temperature can be evaluated for diagnostic purposes. This can prevent the resistor from being thermally overloaded.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Stromwandler einen Zwischenkreiskondensator und eine hierin beschriebene Entladevorrichtung. Der Stromwandler ist bevorzugt zum Einsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs eingerichtet. Insbesondere kann der Stromwandler dazu eingerichtet sein, eine Gleichspannung von mehreren 100 V in eine oder mehrere Wechselspannungen umzuwandeln. Der Zwischenkreiskondensator kann dabei an der Gleichspannung liegen.According to a further aspect of the present invention, a current converter comprises an intermediate circuit capacitor and a discharge device described herein. The current converter is preferably designed for use on board a motor vehicle. In particular, the current converter can be designed to convert a direct voltage of several 100 V into one or more alternating voltages. The intermediate circuit capacitor can be connected to the direct voltage.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Leiterplatte der Entladevorrichtung dazu eingerichtet, weitere Elemente des Stromwandlers elektrisch miteinander zu verbinden. Beispielsweise kann die Leiterplatte aktive oder passive Bauelemente, Leistungsbauteile oder elektrische Zuführungen tragen. Elektrische oder elektronische Elemente können sowohl elektrisch als auch mechanisch an der Leiterplatte angebracht sein.In a further preferred embodiment, the circuit board of the discharge device is designed to electrically connect other elements of the current transformer to one another. For example, the circuit board can carry active or passive components, power components or electrical leads. Electrical or electronic elements can be attached to the circuit board both electrically and mechanically.
Die elektrische Antriebsachse umfasst einen hierin beschriebenen Stromwandler sowie bevorzugt eine elektrische Antriebsmaschine. Die Antriebsachse kann zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.The electric drive axle comprises a current converter described herein and preferably an electric drive machine. The drive axle can be used to drive a motor vehicle.
Nach abermals einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug eine hierin beschriebene elektrische Antriebsachse. Das Kraftfahrzeug kann elektrisch angetrieben werden und umfasst bevorzugt ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus.According to yet another aspect of the present invention, a motor vehicle comprises an electric drive axle as described herein. The motor vehicle can be electrically driven and preferably comprises a motorcycle, a passenger car, a truck or a bus.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
-
1 einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug; -
2 einen Stromwandler mit einem Zwischenkreiskondensator und einer Entladevorrichtung; und -
3 einen Widerstand einer Entladevorrichtung
-
1 a drive train in a motor vehicle; -
2 a current transformer with an intermediate circuit capacitor and a discharge device; and -
3 a resistance of a discharge device
In der Darstellung von
Die Steuervorrichtung 220 ist dazu eingerichtet, die beiden Stromventile 210, 215 einer Halbbrücke 205 periodisch abwechselnd zu öffnen und zu schließen, sodass jeweils nur ein Stromventil 210, 215 geöffnet ist. Durch Wahl eines passenden Tastverhältnisses von Ein- und Ausschaltzeiten kann an einem Mittenabgriff, der mit der elektrischen Antriebsmaschine 110 verbunden ist, ein vorbestimmtes Potenzial eingestellt werden, das zwischen einem hohen und einem niedrigen Potenzial des elektrischen Energiespeichers 120 liegt. Spannungsspitzen, die beim Öffnen und Schließen von Stromventilen 210, 215 auftreten können, werden mittels des ZKK 225 geglättet. Durch Variieren des Tastverhältnisses kann der elektrischen Antriebsmaschine 110 ein passender Spannungs- bzw. Stromverlauf bereitgestellt werden. Mittels der drei Halbbrücken 205 können auf diese Weise phasenverschobene Wechselströme mit gleichen Spannungen und Frequenzen bereitgestellt werden, um die elektrische Antriebsmaschine 110 zu steuern.The
Parallel zu einem ZKK 225 ist eine Entladevorrichtung 230 vorgesehen, die eine Leiterplatte 235, einen ersten Anschluss 240, einen zweiten Anschluss 245, einen Widerstand 250 und einen steuerbaren Schalter 255 umfasst. Der erste Anschluss 240 ist mit einem hohen Potenzial und der zweite Anschluss 245 mit einem niedrigen Potenzial des elektrischen Energiespeichers 120 verbunden. Üblicherweise sind die Anschlüsse 240, 245 auf der Leiterplatte 235 angeordnet beziehungsweise ausgebildet.A
Die Leiterplatte 235 umfasst eine Anzahl Leiterbahnen 260 zur elektrischen Verbindung von Elementen 240 bis 255, die an der Leiterplatte 235 angebracht sein können. Ein steuerbarer Schalter 255 umfasst bevorzugt einen Halbleiter, insbesondere einen Transistor, beispielsweise einen Feldeffekt- oder Bipolartransistor. Mittels der Leiterbahnen 260 sind der Widerstand 250 und der steuerbare Schalter 255 in Serie zwischen dem ersten Anschluss 240 und dem zweiten Anschluss 245 verbunden. Schließt der steuerbare Schalter 255, so kann der an den Anschlüssen 240, 245 liegende ZKK 225 über den Widerstand 250 entladen werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der ZKK 225 bevorzugt nicht elektrisch mit dem elektrischen Energiespeicher 120 verbunden. Die im ZKK 225 gespeicherte elektrische Energie kann im Widerstand 250 in Wärme umgewandelt werden. Optional kann ein Teil der Energie auch im steuerbaren Schalter 255 in Wärme umgewandelt werden. Zur Steuerung des Schalters 255 ist eine Schnittstelle 265 vorgesehen.The
Auf der Leiterplatte 235 können noch weitere Elemente als nur die der Entladevorrichtung 230 angebracht sein. Beispielsweise kann ein Stromventil 210, 215 oder ein Teil der Steuervorrichtung 220 an der Leiterplatte 235 befestigt und elektrisch kontaktiert sein. Steuer- oder Energieleitungen zwischen Elementen auf der Leiterplatte 235 können mittels Leiterbahnen 260 elektrisch miteinander verbunden sein.Further elements than just those of the
Es wird vorgeschlagen, den Widerstand 250 durch eine Anordnung von Leiterbahnen 260 auf der Leiterplatte 235 auszubilden.It is proposed to form the
Die Leiterplatte 235 umfasst mehrere Ebenen L1-Ln, auf denen jeweils Leiterbahnen 260 ausgebildet sein können. Anstelle von Ebenen kann auch von Lagen gesprochen werden. In der dargestellten Ausführungsform sind sechs Ebenen L1-L6 vorgesehen. Leiterbahnen 260 unterschiedlicher Ebenen L können mittels einer Durchkontaktierung 305 miteinander verbunden werden, die beispielsweise galvanisch oder in Form einer Niete realisiert sein kann. Dabei kann eine Durchkontaktierung 305 zwischen benachbarten oder weiter voneinander entfernten Ebenen L erfolgen.The
In einer Ebene L ist eine mäanderförmige Anordnung 310 von Leiterbahnen 260 gebildet. Die Anordnung 310 umfasst mehrere zueinander parallele und bevorzugt äquidistante Leiterbahnen 260, deren Enden paarweise miteinander verbunden sind, sodass sie elektrisch in Serie liegen. Eine Verbindung zwischen zwei geraden Leiterbahnen 260 erfolgt bevorzugt mittels einer weiteren Leiterbahn 260, sodass eine Anordnung 310 effektiv aus einer durchgehenden Leiterbahn 260 bestehen kann.A
Auf weiteren Ebenen L2-Ln können entsprechende Anordnungen 310 vorgesehen sein. Die Anordnungen 310 können mittels Durchkontaktierungen 305 derart miteinander verbunden werden, dass sie ebenfalls elektrisch zueinander in Serie liegen, wie in
Ein üblicher ZKK 225 für einen Stromwandler im genannten Kontext hat eine Kapazität von ca. 400 µF bis 1,3 mF. Ein beispielhafter ZKK 225, der auf ca. 900 V aufgeladen war, konnte mittels eines Widerstands von ca. 230 Ω innerhalb ca. 1 s auf eine Spannung unter ca. 50 V entladen werden kann, sodass er als ungefährlich gelten kann. Beim Entladen floss ein maximaler Strom von ca. 4,5 A durch Leiterbahnen 260 des Widerstands 250. Die Erwärmung des Widerstands 250 blieb dabei niedrig genug, um eine Schädigung einer Leiterbahn 260 auszuschließen.A
In der dargestellten Ausführungsform ist eine Leiterbahn 260 ca. 10 cm lang, ca. 100 µm breit und ca. 30 µm dick. Abstände zwischen benachbarten, parallelen und geraden Leiterbahnen 260 betragen dabei beispielhaft ebenfalls ca. 100 µm. Pro Ebene L1-L6 sind damit jeweils 86 Leiterbahnen 260 nutzbar, was einer Länge von ca. 8,6 m entspricht. In sechs Ebenen L1-L6 zusammen verlaufen somit ca. 50 m Leiterbahnen 260 mit einem Widerstandswert von zusammen ca. 230 Ω. Der gesamte Widerstand 250 belegt dabei auf der Leiterplatte 235 eine Fläche von ca. 17,2 cm2.In the embodiment shown, a
Ein Querschnitt einer Leiterbahn 260 beträgt in der genannten Ausführungsform ca. 300 µm2 und der Widerstandswert pro Länge ca. 4,46 Ω/m. Es ist bevorzugt, dass der Querschnitt und damit der Widerstandswert der Leiterbahnen 260 pro Länge möglichst überall gleich groß ist. Hat die Kupferbeschichtung in einer der Ebenen L eine größere Dicke, so kann die Breite der Leiterbahnen 260 in dieser Ebene L verringert werden, um den Querschnitt anzugleichen. Optional können Abstände zwischen den Leiterbahnen 260 in dieser Ebene L1-L6 gleichzeitig so vergrößert werden, dass eine Verlustleistung in W/m2 so groß wie in einer der anderen Ebenen L1-L6 ist.In the embodiment mentioned, a cross section of a
In einer weiteren Ausführungsform kann zur Bestimmung einer Temperatur des Widerstands 250 ausgenutzt werden, dass die Anordnung 310 von Leiterbahnen 260 eine PTC-Charakteristik zeigen kann, ihr Widerstandswert also mit steigender Temperatur ansteigen kann. Der tatsächliche Widerstandswert des Widerstands 250 kann als Quotient aus einer am Widerstand 250 abfallenden Spannung und eines durch den Widerstand 250 fließenden Stroms bestimmt werden. Durch Multiplikation mit einem vorbestimmten, für den Widerstand 250 charakteristischen Faktor, kann daraus die Temperatur bestimmt werden. Eine entsprechende Vorgehensweise kann verwendet werden, wenn der Widerstand 250 ein Material umfasst, das eine NTC-Charakteristik aufweist.In a further embodiment, the fact that the
Der durch den Widerstand 250 fließende Strom kann bestimmt werden, indem ein weiterer Widerstand, dessen Widerstandswert bekannt und nicht abhängig von der Temperatur des Widerstands 250 ist, in Serie mit dem Schalter 255 und dem Widerstand 250 zwischen den Anschlüssen 240 und 245 vorgesehen wird. Eine an diesem Widerstand abfallende Spannung ist proportional zu dem durch den Widerstand 250 fließenden Strom.The current flowing through
Die Temperatur kann beispielsweise mittels der Steuervorrichtung 220 bestimmt werden. Auch der steuerbare Schalter 255 kann durch die Steuervorrichtung 220 gesteuert werden. Eine oder beide Aufgaben können jedoch auch durch eine andere Komponente durchgeführt werden.The temperature can be determined, for example, by means of the
BezugszeichenReference symbols
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- AntriebsstrangDrivetrain
- 105105
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 110110
- elektrische Antriebsmaschineelectric drive machine
- 115115
- StromwandlerCurrent transformer
- 120120
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 205205
- HalbbrückeHalf bridge
- 210210
- oberes Stromventilupper flow valve
- 215215
- unteres Stromventillower flow valve
- 220220
- SteuervorrichtungControl device
- 225225
- Zwischenkreiskondensator (ZKK)Intermediate circuit capacitor (ZKK)
- 230230
- EntladevorrichtungUnloading device
- 235235
- LeiterplatteCircuit board
- 240240
- erster Anschlussfirst connection
- 245245
- zweiter Anschlusssecond connection
- 250250
- WiderstandResistance
- 255255
- steuerbarer Schaltercontrollable switch
- 260260
- LeiterbahnConductor track
- 265265
- Schnittstelleinterface
- LL
- Ebene, LageLevel, location
- 305305
- DurchkontaktierungThrough-hole plating
- 310310
- Anordnungarrangement
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023202260.5A DE102023202260A1 (en) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | Discharge device for an intermediate circuit capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023202260.5A DE102023202260A1 (en) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | Discharge device for an intermediate circuit capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102023202260A1 true DE102023202260A1 (en) | 2024-09-19 |
Family
ID=92543703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102023202260.5A Pending DE102023202260A1 (en) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | Discharge device for an intermediate circuit capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017211685A1 (en) | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for discharging an electrical storage element |
DE102022201378A1 (en) | 2022-02-10 | 2023-08-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Discharging device for discharging energy, device device with an electrical device and a discharging device, method for operating and method for producing a discharging device |
-
2023
- 2023-03-14 DE DE102023202260.5A patent/DE102023202260A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102022201378A1 (en) | 2022-02-10 | 2023-08-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Discharging device for discharging energy, device device with an electrical device and a discharging device, method for operating and method for producing a discharging device |
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