模块化电气装置及包括这种电气装置的电气系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气系统、尤其是用于被插设在电池和机动车辆电动机之间的电气系统的领域。
【背景技术】
[0002]已知使用具有被称为模块的、每个都用于在相互之间电气连接的同时实施预设功能的部分的电气装置。
[0003]—般需要将电气装置的每个模块固定在冷板上以排走由该模块散发的热量。
[0004]冷板通常设置有冷却系统，该冷却系统用于使冷却液在冷板的用于容置散发热量最多的模块的部分下方循环。
[0005]为了容置冷却系统，冷板需要有大的厚度，这使其更重且占据空间。
[0006]本发明的目的在于至少部分地改善前述问题。
【发明内容】
[0007]为此，本发明提出一种电气装置，其包括:
[0008]-主模块，该主模块按前-后方向具有被称为主后表面的、用于被紧贴并固定于冷板的被称为凸出支座的支座的后表面，
[0009]-辅助模块，该辅助模块具有被称为辅助后表面的、用于被紧贴并固定于冷板的被称为凹进支座的另一支座的后表面，
[0010]凸出支座在凹进支座的前方延伸，这两个支座通过一个台阶相连，
[0011]其中所述辅助后表面在主后表面的后面延伸。
[0012]借助于本发明，能够使用具有两个通过台阶相互连接的支座的冷板。由此，可将冷却系统布置在凸出支座下方，同时在凹进支座下方保留较小的冷却板厚度。
[0013]可选地，辅助后表面在主后表面后方介于5mm和20mm之间的距离延伸。同样可选地，所述电气装置包括至少一个将辅助模块附接到主模块上以阻止辅助模块脱离主模块的附接件，附接件允许辅助模块相对主模块沿前-后方向在接近和远离主模块的位置之间移动，在辅助模块的整个移动行程上，辅助后表面都在主后表面的后方延伸。
[0014]可选地，移动行程至少为0.5mm。
[0015]还可选地，移动行程至多为10mm。
[0016]还可选地，所述主模块包括箱体，其中设置有空气输入开口，且电气装置还包括用于将主模块和辅助模块固定在其各自的支座上的螺钉，所述螺钉具有比所述空气输入开口大的头部。
[0017]还可选地，所述主模块用于基于由电池提供的电力来向电机的各相提供被称为驱动电力的电力，且所述辅助模块用于基于由电池提供的电力来向电机的转子提供被称为磁励电力的电力。
[0018]还提出一种电气系统，其包括:
[0019]-根据本发明所述的电气装置，
[0020]-冷板，此冷板具有凹进支座和在凹进支座前方延伸的凸出支座，此两个支座通过一个台阶相互连接，
[0021]其中所述主模块的主后表面被紧贴并固定于凸出支座，且其中所述辅助模块的辅助后表面被紧贴并固定于凹进支座。
[0022]可选地，所述台阶在前-后方向上具有介于5mm和20mm之间的高度。
[0023]还可选地，所述电气系统包括用于使冷却液在凸出支座下方循环的冷却系统。
【附图说明】
[0024]现在将参照如下附图，仅示例性地描述本发明的一个实施例。
[0025]图1为符合本发明的电气系统的简化视图。
[0026]图2为图1所示电气系统的电气装置的功能性视图。
[0027]图3、4和5为图2所示电气装置的三维视图。
[0028]图6为图2所示装置的三维分解视图。
[0029]附图标记
[0030]电气系统100
[0031]冷板102
[0032]凹进支座104
[0033]凸出支座106
[0034]台阶108
[0035]冷却系统110
[0036]冷却液112
[0037]电气装置114
[0038]主模块116
[0039]辅助模块118
[0040]主后表面120[0041 ]辅助后表面122
[0042]电动机202
[0043]电池204
[0044]驱动控制部分206
[0045]驱动操纵部分208
[0046]驱动电转换器210
[0047]磁励操纵部分212
[0048]磁励电转换器214
[0049]主箱体302
[0050]主箱体的主体304[0051 ]主箱体的盖体306
[0052]辅助箱体308
[0053]附接件310
[0054]插槽312
[0055]舌片314
[0056]自由端316
[0057]辅助固定件318
[0058]外部连接器402
[0059]主输入端子404
[0060]前开口406
[0061]辅助输入端子408
[0062]输入电互连件410
[0063]磁励输出电缆412
[0064]主固定件414
[0065]磁励输出端子502
[0066]驱动输出端子504
[0067]井505
[0068]空气输入开口 506
[0069]电功率模块602
[0070]基板604
[0071]箱体606
[0072]电磁屏蔽件608
[0073]电磁绝缘片610
[0074]第一电路板612
[0075]第二电路板614
[0076]第三电路板616
[0077]第四电路板618
[0078]柔性连接件620
【具体实施方式】
[0079]将参照图1到图6来描述一种尤其用于将机动车辆电池连接到该机动车辆的电动机的电气系统。以下用总参考标号100来指示电气系统。另外，将参照包括三个方向的任意标准正交坐标系来描述电气系统100的元件，所述三个方向为:低-高B-H，右-左D-G和前-后Av-Ar0
[0080]参照图1，电气系统100首先包括大致在由低-高B-H方向和右-左D-G方向定义的平面中延伸的冷板102。冷板102具有凹进支座104和在凹进支座104前方延伸的凸出支座106。这两个支座104、106通过在前-后Av-A方向上具有介于5mm和20mm之间的高度的台阶108相连接。
[0081]电气系统100还包括用于使由两个箭头112表示的冷却液在凸出支座106下方循环的冷却系统110。相反地，在凹进支座104下方未设置有任何冷却液循环。
[0082]如此，借助于台阶108和支座104、106，冷板102的厚度在凹进支座104下方比在凸出支座106下方更小。这允许节省凹进支座104对面的空间，以及节省用于制造冷板102的材料，同时为冷却系统110留出足够的冷板厚度。
[0083]电气系统100还包括被固定在冷板102上的电气装置114。
[0084]更确切地，电气装置114包括主模块116和附接在主模块116上的辅助模块118。辅助模块118自主模块116的较高部分向主模块116的后方伸出。主模块116在辅助模块118下方具有被称为主后表面120的紧贴并固定在凸出支座106的后表面。辅助模块118同样具有被称为辅助后表面122的紧贴并固定在凹进支座104的后表面。
[0085]辅助模块118用于能够至少沿前-后Av-Ar方向在接近和远离主模块116的位置之间移动。辅助模块118的移动行程，即辅助模块118沿前-后Av-Ar方向能够相对主模块116移动的距离，优选为介于0.5mm和I Omm之间。
[0086]而且，当辅助模块118处于接近和远离主模块116的位置的中途的中间位置上时，辅助后表面122以例如介于5mm和20mm之间的距离在主后表面120的后方延伸。
[0087]优选地，辅助后表面122在辅助模块118的整个移动行程上都在主后表面120的后方延伸。
[0088]如此，辅助后表面122在主后表面120后方延伸的事实允许将电气装置114固定在如冷板102的、具有连接两个支座的台阶的冷板上。
[0089]现在将参照图2来功能性地描述主模块116和辅助模块118。
[0090]主模块116用于基于机动车辆电池204提供的电力向该机动车辆的电动机202的各相(未示出)提供称为驱动电力的电力。被如此供电的各相用于驱动电动机202的转子(未示出)转动。
[0091]如此，主模块116包括被称为驱动控制部分206的、用于基于从例如机动车辆计算器(未示出)接收的信息来提供控制信号的第一部分。控制信号例如表示机动车辆所期望的电机扭矩。
[0092]主模块116还包括被称为驱动操纵部分208的、用于基于从驱动控制部分206接收的控制信号来提供操纵信号的第二部分。驱动操纵部分208在英文中通常被称为“driver”。
[0093]主模块116还包括被称为驱动电转换器210的、用于将电池204提供的电力转换成驱动电力的第一电转换器。在所描述的实施例中，驱动电转换器210为用于将由电池204提供的直流电压转换成用于电动机202的各相的三相交流电流的逆变器。为此，驱动电转换器210包括由从驱动操纵部分208接收的操纵信号操纵的受控开关(未示出)，如IGBT。例如，驱动电转换器210具有六个受控开关。
[0094]辅助模块118用于基于由电池204提供的电力为电动机202的转子提供称为励磁电力的电力。励磁电力用于激励转子以使其极化，以使得转子能够被电动机202的各相驱动。
[0095]由此，辅助模块118首先包括被称为励磁操纵部分212的、用于根据例如从机动车辆计算器接收的信息来提供操纵信号。
[0096]辅助模块118还包括被称为励磁电转换器214的、用于将由电池204提供的电力转换成用于电动机202转子的电力的电转换器。在所描述的实施例中，励磁电转换器214用于将由电池204提供的通常大约为400V的直流电压转换成值通常可达16A的用于转子的直流电流。为此，励磁电转换器214具有由从励磁控制部分212接收的操纵信号操纵的受控开关(未示出)，如IGBT。励磁电转换器214例如具有两个受控开关。
[0097]参照图3，主模块116包括主箱体302，主箱体302包括限定围绕前-后Av-Ar方向的侧壁的主体304和用于覆盖主体304以向前方闭合主箱体302的盖体306。
[0098]辅助模块118包括限定围绕前-后Av-Ar方向的侧壁的辅助箱体308。
[0099]另外，电气装置114包括附接件310，其将辅助模块118附接到主模块116上以阻止辅助模块118脱离主模块116。附接件310允许前述的辅助模块118相对主模块116在接近和远离主模块116的位置之间的移动。
[0100]在所描述的实施例中，附接件310用于将辅助模块118夹在主模块116上。