电子设备、干燥组件和方法与流程

本发明涉及一种电子设备。该设备可以是任何电子设备，特别是控制设备或终端中的电子器件。特别地，本发明涉及车辆中的电子设备，优选地涉及机动车辆中的电子设备。

背景技术：

1、在电子设备中，存在空气中的湿气可能导致设备内部包含的控制部件的电气故障的问题。控制部件例如是印刷电路板或电路板，特别是配备有诸如芯片、功率晶体管、电容器、开关元件等的电子部件。然而，控制部件也可以是简单的电导体。在足够潮湿的环境中，特别是在高于例如50v的高压应用中，这样的控制部件暴露于由湿气引起的对控制部件的损坏的风险，例如导致控制部件的故障。这是由于随着空气湿度的增加，介电强度降低的事实。此外，只要存在一定的湿度，泄漏电流就可以流过表面。特别是在车辆中使用多个控制部件的电动汽车的情况下，因此保持湿气远离控制部件是特别重要的。湿气可以呈冷凝水的形式，即由于空气中的温度变化而冷凝出来的水，或者呈湿空气的形式。湿气也可以简单地以渗透的水的形式存在。

2、在这种情况下，本发明特别旨在提高电子设备的电气安全性，该电子设备在变化的气候条件下或至少暂时地在高湿度下使用，并且特别用于控制或调节高压电流。高压电流优选地被认为是电压至少为50v的电流。这种高压电流尤其在电动汽车领域中并且尤其在用于机动车辆中的电加热设备的控制设备中被控制。因此，根据本发明的电子设备优选地用作水上、陆地上和空中的车辆中的电加热设备的控制设备，优选地用作机动车辆中的控制设备。

3、这种高压电流的控制或调节需要用于此目的的部件或周围气体或周围空气的介电强度增加。对空气和泄漏路径提出了特殊要求。配置情况假设由于电子壳体中的湿气，空气和部件表面的湿度低，因此电导率低。然而，在实际操作中，这一假设并不总是能够得到满足。

技术实现思路

1、本发明的根本问题在于提供一种电子设备、用于电子设备的干燥组件以及一种方法，通过该方法能够提高电子设备的电气安全性。

2、对于该解决方案，提供了具有权利要求1的特征的电子设备、具有权利要求10的特征的干燥组件以及具有权利要求11的特征的方法。优选的进一步的实施例是从属权利要求的主题。

3、提出了一种电子设备，特别是车辆中的控制设备，该设备具有电子壳体和干燥组件，控制部件容纳于电子壳体中，干燥组件具有干燥器壳体，吸湿型干燥剂容纳于干燥器壳体中，并且干燥器壳体具有与电子壳体连通的至少一个开口，其中，干燥组件适于使得开口防止干燥剂通过而进入到电子壳体中。因此，开口可以相对于干燥剂足够小，包括屏障或膜，和/或对齐，使得干燥剂不能穿过开口。干燥组件可以容纳于电子壳体中和/或附接到电子壳体，优选地使得开口可以与电子壳体连通，特别是其中开口为此目的流体连接到电子壳体。

4、优选的是，电子设备原则上可以被配置为自除湿的。以这种方式，电子故障的风险被最小化。在该过程中，干燥组件尤其仅占用电子设备本身的少量空间。干燥组件实际上可以以不同的方式确定尺寸，并且因此具有高度适应性。干燥组件可以从内部和/或外部附接到电子壳体，从而受到保护并易于更换。特别地，因为干燥组件不必与电子壳体完全一体地配置，所以它可以灵活地使用。本发明避免了冷凝水或潮湿空气聚集在电子壳体中。这增加了电子设备的安全性。

5、根据温度和湿度，干燥剂可以自主地除湿或再生，因此无需任何主动干预。在再生过程中，干燥剂吸收的湿气被释放回环境中。特别地，当温度和/或湿度趋于上升和/或下降时，干燥剂可以再生。因此，在温度和湿度波动的典型使用中，干燥剂不仅可以自动吸收湿气，还可以自动释放湿气。例如，当电子设备在干燥和/或温暖的环境中操作时，干燥剂可以释放湿气。湿气的释放在电子壳体的区域中是没有问题的，因为环境空气在这样的环境中可以至少暂时吸收这种湿气。干燥剂可以有利地用作一种湿气的缓冲剂，这意味着可以免除干燥剂的更换和/或使用单独的再生设备进行再生。

6、可以提供硅酸盐或硅胶作为干燥剂。硅酸盐价格便宜。硅酸盐可以在高达80℃或90℃的温度下使用，例如，以结合湿气或水。在甚至更高的温度下，例如在100℃下，硅酸盐可以(在所谓的再生温度下)发生再生，其中，硅酸盐则不能结合湿气或水。

7、可以提供特别优选的活性氧化铝和/或分子筛作为干燥剂。与硅酸盐相比，这些干燥剂具有更高的再生温度，例如200℃。这会使用于吸收湿气的应用温度升高，例如达到160℃或180℃。

8、例如，干燥剂可以吸收其自身重量的20-30％的湿气。

9、也可以提供不同干燥剂的混合物，例如氧化铝和分子筛的混合物。这可以提供成本优势。此外，可以将不同干燥剂的技术性能结合起来。

10、电子设备优选地安装在电动车辆中。在那里，电流通常被控制或调节在200伏以上。这是在大部分封闭的电子壳体中完成的，例如，为了控制或调节电流，电子壳体容纳条形导体和/或功率晶体管作为控制部件。尤其是由于在机动车辆的操作中需要满足增加的安全要求，因此必须避免电子壳体中的湿气，这可以通过在该领域中使用本发明来实现。然而，电子设备也可以用于其他领域，例如建筑物，以便也提高那里的操作安全性。

11、其他移动区域也是可能的，例如在飞机或诸如直升机的其他飞行器中。这是可能的并且是优选的，因为电子设备(尤其是干燥组件)可以是轻质的。

12、特别地，根据本发明的设备能够自主地对自身除湿。因此，也能够设想在经由电子壳体中的空气循环对电子设备进行空气调节在技术上不可行的情况下使用该设备以将湿气保持在外。例如，在船上、飞机上、直升机上甚至建筑物中都可能出现这种情况。

13、开口可以设置有膜。例如，可以使用对水蒸气可渗透且对水不可渗透的膜。然后，潮湿的空气可以通过薄膜到达干燥剂并被除湿。

14、为了与电子壳体进行连续的空气交换和/或为了压力均衡，干燥器壳体可以具有另一个开口。优选地，干燥器壳体上的另一个开口至少基本上与开口相对，布置成与开口间隔开，和/或布置在干燥器壳体的另一部分上。例如，一个开口可以布置在电子壳体中，而另一个开口可以布置在电子壳体外部，使得来自电子壳体外部的空气交换总是干燥的。在这方面，另一个开口可以具有阀或止回阀，该阀或止回阀优选地在穿过干燥器壳体的方向上仅允许一个空气通道，以便仅对进入电子壳体的空气进行除湿。此外，电子壳体可以被设置成经由干燥器壳体中的开口和另一个开口与环境压力均衡。通过这种解决方案，还可以省去电子壳体具有或必须具有用于压力均衡的另一个装置。这样的另一个装置可以是膜，它例如独立于干燥剂布置在电子壳体处。优选地，在干燥器壳体中设置保持装置，特别是格栅或筛网。干燥剂可以通过保持装置固定或保持在干燥器壳体中。保持装置可以分离干燥器壳体，特别是作为一种泄漏壁，以形成没有干燥剂的区域。然而，保持装置也可以已经用于防止干燥剂通过或离开开口。保持装置确保干燥剂不会在干燥器壳体中随意移动，这实际上会通过摩擦破坏或压碎干燥剂。保持装置用作一种用于移动通过开口的空气的粗过滤器。

15、优选的是，干燥器壳体可拆卸地连接到电子壳体，因为这允许容易地更换，尽管干燥器壳体被牢固地保持在电子壳体中或电子壳体上。

16、干燥器壳体也可以被配置为可打开的，例如，因为膜可以从开口移除，在干燥器壳体上提供可打开的封闭件，和/或干燥器壳体可以被拧下。以这种方式，可以容易地检查和/或更换干燥剂。

17、特别地，干燥器壳体被配置为至少基本上或至少部分刚性。这为包含在其中的干燥剂提供了进一步的保护。这也确保了干燥器壳体或干燥组件例如到电子壳体或在电子壳体中的良好附接性。然而，这也确保了干燥剂吸收湿气的改进过程，因为干燥器壳体的不确定变形可以较小，并且简化或很少阻碍(特别地，通过开口的空气的)连通。在这种情况下，干燥器壳体的刚性或刚性部分可以设置有用于可拆卸地连接到电子壳体的紧固装置。然而，紧固装置或另一紧固装置也可以远离干燥器壳体设置，例如设置在电子壳体上或电子壳体中，并且与干燥器壳体或干燥器壳体的紧固装置相对应地构造。紧固装置可以包括夹子连接件、螺钉连接件、夹具连接件等。在这方面，刚性部分或刚性干燥器壳体还能够实现简化的连接或紧固，特别是可拆卸的紧固。

18、紧固装置可以设置在干燥器壳体上的开口和另一个开口之间，使得干燥组件可以在电子壳体上使用以均衡压力。

19、紧固装置可以具有被设置成用于密封的锥形螺纹。紧固装置还可以设置有密封装置，例如密封环，以便进行密封。特别地，当干燥器壳体附接到电子壳体时，必须建立紧密连接，以允许空气优选地仅经由开口从干燥器壳体交换到电子壳体中。

20、如果提供再生设备来再生干燥剂，则可以增加电子设备在除湿方面的自主性。干燥剂或干燥组件因此可以近似永久地使用和/或在没有定期维护更换的情况下使用。这是因为再生设备的再生使得被湿气饱和的干燥剂能够被转移回其包含较少湿气的状态，以便能够再次吸收湿气。特别地，再生设备布置在干燥器壳体上或集成在其中。例如，再生设备可以被电气控制，使得干燥剂中所包含的湿气通过电能产生的热量从开口中释放出来，即当需要时和/或当它看起来正好合适时(例如，当电子壳体打开时和/或者当存在高环境温度和/或低湿度时)。再生设备还可以与干燥剂一起启动化学过程，以允许干燥剂进一步吸收湿气。

21、在再生设备的另一种构造中，设置为再生设备包括至少一个ptc加热元件，该ptc加热元件热耦合到干燥剂。“热(thermally)”是指例如通过传导、对流和/或辐射进行热传递的可能性。因此，再生设备可以通过允许干燥剂被加热而经由ptc加热元件确保干燥剂的除湿。在这种情况下，优选ptc加热元件的尺寸相对较小，因为这仅仅是加热干燥剂的问题。例如，这里提供了用于再生设备的ptc加热元件在高达10w、100w或1kw的范围内的功率等级，而电子设备本身是间接地或直接地用于马达单元，所述马达单元的尺寸相对于功率等级大至少一个数量级，优选至少两个或三个数量级，例如大于100w、1kw、10kw、100kw或1mw以上。

22、再生设备可以容纳于干燥器壳体中，以保护再生设备，并在电子设备中提供节省空间、简化且技术上低故障的干燥组件结构。

23、同样地，在上述情况下，干燥器壳体可以构造成两个部分和/或具有或构造用于干燥剂的容纳室和用于再生设备的容纳室。特别地，容纳室彼此分离，例如在流体和/或空间上分离。容纳室可以经由分隔壁热耦合。然后，分隔壁可以例如通过热传导和/或热辐射将由再生设备释放的热量散发到容纳干燥剂的相邻容纳室。用于ptc加热元件的电连接件和/或另一个开口，特别是具有膜的开口，可以设置在用于再生设备的连接室的外部。特别地，再生设备可以通过这种方式得到很好的保护，并且只能根据需要使用。

24、在另一个实施例中，提供了电连接到电子设备的ptc加热元件，该ptc加热元件可以由至少一个控制部件控制并且被配置为加热热载体。特别地，该ptc加热元件被认为独立于再生设备。在这方面，提出了根据本发明的电子设备特别地与用于ptc加热元件的电子加热设备结合使用或与ptc加热元件结合使用。例如，电子设备可以安全地控制ptc加热元件，因为电子壳体总是被很好地除湿。这提高了操作可靠性。

25、干燥组件和/或再生设备可以例如具有指示器，特别是干燥剂中的传感器和/或反应机构，该指示器可以例如指示或测量干燥剂的温度、湿度和/或湿气或饱和度。该指示器还可以基于时间间隔或周期进行索引。特别地，指示器用于确定、指示和/或报告何时或是否需要再生。指示器可以间接或直接地指示这种需要、请求和/或启动再生。例如，当检测到干燥剂不再能够吸收足够的湿气时，指示器可以发出消息。可替换地或附加地，指示器可以以固定的时间间隔发出消息。响应于该消息，再生设备可以进行再生或者可以进行干燥组件的更换。干燥剂中的反应机构可以指示饱和度，例如通过变色。

26、干燥组件也可以在预防措施的意义上定期更换，特别是独立于实际饱和度。这可以由指示器指示或请求。最初提到的问题还通过一种用于电子设备、特别是用于车辆中的控制设备的干燥组件来解决，其中，该电子设备具有电子壳体，该电子壳体中容纳有控制部件，其中，干燥组件包括刚性干燥器壳体，吸湿型干燥剂容纳于所述刚性干燥器壳体中，并且所述刚性干燥器壳体包括与电子壳体连通的至少一个开口，其中，干燥组件适于使得开口防止干燥剂通过而进入到电子壳体中，并且优选地，其中，干燥组件包括用于再生干燥剂的再生设备和/或用于可拆卸地连接到电子壳体的紧固装置。换句话说，提出了一种特别适用于电子设备的干燥组件。特别地，这种干燥组件非常适合对现有电子设备进行改造，以降低湿气造成损坏的风险。干燥组件可以防止或至少显著减少电子壳体中的冷凝水。上述优选特征和优点相应地适应于该干燥组件。

27、最后，最初提到的问题也通过一种用于操作电子设备，特别是车辆中的控制设备的方法来解决，其中，暴露于电子设备内部的大气的吸湿型干燥剂通过再生设备再生，特别是循环地再生。该方法可以在电子设备内部进行，也可以在电子设备外部进行。例如，该方法可以由电子设备的操作者执行，或者由不是电子设备的操作者的第三方执行。特别地，在该方法中使用上述指示器，因为例如，这提供了在最合理的时间使用再生设备的机会。总体而言，该方法在使用电子设备或干燥组件方面提供了灵活性。

28、在该方法中，干燥剂可以被临时加热，特别是被加热到平均温度为100℃+/-10℃(特别是200+/-20℃)或更高，例如达数秒钟、数分钟或数小时。平均温度可以对应于干燥剂的再生温度。干燥组件或干燥剂可以称重，例如在加热之前和/或之后，以确定干燥剂的饱和度。在该方法中，还可以去除使用过的干燥剂，并且可以将干燥的或不饱和的干燥剂引入到干燥组件中。

29、再生设备可以根据环境温度、湿度和/或至少一个控制部件的操作而准备好操作、被操作和/或暂时停用。因此，再生设备能够以适合于环境的方式被致动或控制。这是因为结合的湿气在再生过程中从干燥剂中释放出来。这应该优选地仅在环境相当温暖和干燥时发生，特别是当环境已经相当温暖且干燥了一段时间，例如数分钟或数小时。以这种方式，可以防止从干燥剂中逸出的湿气沉降或对电子壳体产生有害影响。

30、例如，再生设备可以在例如夏季的高外部温度期间操作或被操作，和/或在例如冬季的低外部温度期间停用。优选地，当负责ptc加热元件的控制部件中的至少一个被操作时，再生设备被停用。再生设备也可以在高湿度、降雨和/或雷雨期间停用。

31、特别地，由传感器记录的数据，例如来自温度传感器的数据，可以用于决定再生设备的操作或停用。例如，车辆数据、在控制部件和/或具有切换逻辑的控制部件上执行的软件可以用于控制适于环境的再生设备。

32、如果再生只能在相当低的湿度(例如，低于90％、75％或50％的相对湿度)下和/或ptc加热元件不由控制部件操作的情况下进行，则干燥剂中的湿气通常会在没有任何风险的情况下释放。

33、干燥组件(特别是干燥器壳体)可以具有至少一个特别是温度敏感的阀，特别是具有恒温器和/或双金属的阀。在再生设备的操作过程中，由于加热和/或通过命令，阀可以打开或关闭。当再生设备关闭时，该阀可以打开或关闭。该阀可以被设置成用于打开或关闭干燥器外壳的开口和/或另一个开口。该阀也可以是可电控的，以通过命令而打开或关闭。这可以允许来自干燥剂的湿气选择性地消散到干燥器壳体中和/或环境中。

34、上述优选特征和优点相应地应用于该方法。

35、在以上和以下描述的本公开的上下文中，术语“或”是“或者说”的缩写，并且基本上旨在指示替代的、基本上等同的和/或同义的特征或术语，以便更详细地传达特征或术语用法的思想或含义。“或”总是可以替换为“和/或”。