一种用于车辆的开关单元及应用其的设备制造技术

技术编号:18474891 阅读:33 留言:0更新日期:2018-07-19 00:22
一种用于车辆的开关单元(1、12、13、20),包括界定外壳外部(3)和外壳内部(4)的外壳(2)、至少一个被布置在外壳内部(4)的电气元件(5、6、17、18、19、21)和用于由外壳外部(3)电气接触电气元件(5、6、17、18、19、21)的装置,其中这种用于电气接触的装置包括多个导体轨道(7),导体轨道被布置得邻接外壳内部(4)的表面或者被布置在外壳(2)的壁面内,并且外壳(2)至少在导体轨道(7)的区域内被这样设计,使得电气元件(5、6、17、18、19、21)通过导体轨道(7)和/或其他的导体段(9)而与外壳外部(3)处于导热接触。此外,本实用新型专利技术涉及一种由开关单元(1、12、13、20)和散热件(11)构成的设备。

Switch unit for vehicle and equipment for using the same

A switch unit (1, 12, 13, 20) for a vehicle, including an electrical element (5, 6, 17, 18, 19, 21) and at least one of the outer shell (2) that defines the outer outer (3) and the outer shell (4), and a device (5, 6, 17, 18, 19, 21) arranged in the outer shell (4), and a device for contacting electrical elements of the outer shell of the outer shell. The device for electrical contact includes a plurality of conductor orbits (7), the conductor orbits are arranged on the surface of the adjacent housing (4) or arranged in the wall of the outer shell (2), and the outer shell (2) is designed at least in the area of the conductor orbit (7) so that the electrical elements (5, 6, 17, 18, 19, 21) pass through the conductor orbits (7) and / or their parts. The conductor section (9) is thermally contacted with the outer part (3) of the outer shell. In addition, the utility model relates to a device comprising a switch unit (1, 12, 13, 20) and a heat dissipation part (11).

【技术实现步骤摘要】
一种用于车辆的开关单元及应用其的设备
本技术涉及一种用于车辆的开关单元及应用其的设备。
技术介绍
在现今的车辆制造业中,所须控制的电气元件的数量不断持续增加。这不仅适用于车辆的所述整个动力传动系在其中是通过电动操作的电动领域,也适用于具有传统传动总成的车辆以及也适用于商用车辆领域。其中,所述控制系统的复杂程度也由此进一步增加,即:不断有越来越多的电控子系统必须受到电气保护,并且必须进行所述电流的测量,以便能够通过控制技术影响所述元件的功能。另一方面,对于电气控制元件而言存在的安装空间继续受到限制。因此,研发者就面临这一任务,即:要以适当的方式来放置额外的电气和电子元件用于所述控制,并且同时不仅要注意高机械稳定性、极少的空间需要和成本效益,而且还要关注由所述元件制造的所述热量的充分排放。电池驱动的车辆、就像例如混合动力车辆通常装配有开关单元,即所谓的控制箱或者开关箱(S-Box),所述开关单元使得电池与车辆驱动电子设备之间能够实现可有开关控制的连接。在这些开关箱中安装有元件,所述元件根据负载要求通常相当大且重,同时产生了显著的损耗功率。此外,这些元件经常具有不规则的尺寸规格,被电隔离,由此很难能够以传统的方式,例如通过用于散热的填隙物或隔热垫,被导热连接。这连同在车辆制造中一直受限的可用空间一起就给相应设计的机械、热力以及也包括EMV相关的强度方面带来了相当特殊的挑战。对于这些挑战以及其他由此引出的挑战,本技术都会予以考虑。
技术实现思路
鉴于这种背景,有需提供一种对于具有更好散热的封装开关单元的解决方案。所述开关单元尤其是要布置得节省安装空间和重量,且机械强度更高,并且能够以节省成本的方式来制造。这一目的是通过下文各种实施例中描述的装置得以实现。一种同样有利的应用在具体实施例中记载。实施例的说明内容分别是有利的设计。要注意的是,在实施例中单独列举的特征可以任意的、在技术上有意义的方式相互结合,由此指明本技术的更多其他设计。另外,说明书,尤其是与附图相结合,说明并指定了本技术的特性。本技术涉及一种用于车辆的开关单元,该开关单元具有界定外壳外部与外壳内部的外壳,也被简称为封装开关单元。所述开关单元具有至少一个被布置在所述外壳内部的电气元件。所述外壳例如用于环绕式地包覆所述至少一个电气元件。所述电气元件例如是电磁继电器、保险装置,如熔断保险装置或者双极晶体管。所述“电气元件”的概念,下面也仅称作“元件”,根据本技术要从广义上来解释,涉及每种要电气接触的、即电气式的、电子式的或者机电式的结构元件,在其中,要通过散热导出其损耗热量,以便提高这种结构元件的效率等级和/或避免其由于过热或者由于在所述外壳内相邻的结构元件而受损。因此,根据本技术,一种电子式的、被布置在电路板上且通常包含多个结构元件的组合件也被理解为是本技术定义中的电气元件。此外,根据本技术规定了用于在所述外壳外部上电气接触所述至少一个电气元件的装置。换句话说,这种装置被设置为用于自外部起接触所述各种元件。这种用于电气接触的装置具有多个导体轨道,所述导体轨道被布置为与所述外壳内部的表面邻接或者被布置在所述外壳的壁面内。所述外壳至少在所述导体轨道的区域内被这样设计,使得所述电气元件通过所述导体轨道和/或其他导体段而与所述外壳外部处于导热接触。因此,所述导体轨道一方面用于电气接触,但也用于导出所述每个元件的损耗热量,这是通过所述相关联的导体轨道恰恰例如不是自由地通过由所述外壳内部限定的空心容量来引导,而是被布置得与所述外壳内部的表面、也简称为外壳内面邻接或者被集成在所述外壳的壁面内这种方式实现的。由此实现了由外壳内部的所述电子元件向外壳外部的更加有效的热量过渡。此外,所述导体轨道另外还有支承性的、给所述外壳加固的作用,从而所述开关单元的所述机械强度相对于传统设计而言得到提高。此外,也可节省安装空间和重量。此外,所述开关单元的所述根据本技术的布置容许其实现大规模的自动化制造,尤其是在节省手动加工步骤的同时,因而能够以更节省成本的方式来制造所述根据本技术的开关单元。除了所述导体轨道以外,分别根据所述电子元件在所述外壳内的布置方案,以及分别根据所述元件的结构形式,设置其他的导体段,所述导体段被布置在所述电气元件与所述一个或多个导体轨道之间,以便建立所述导热和导电的连接。优选所述外壳至少在所述导体轨道的区域内由导热的塑料和/或金属制造。优选其由导热的塑料制造。例如涉及一种包含金属颗粒夹杂物的热塑塑料。补充方案或者替选方案是,可设置导热的涂层和/或由导热材料、例如金属构成的插入物。优选所述外壳界定了闭合的、优选为密封闭合的外壳内部。所述外壳优选被构造为多件式。所述外壳的为了所述导体轨道的所述邻接布置或集成所设置的部分优选被设计为平面的顶盖,而所述外壳的剩下的余部则被设计为盖帽,所述盖帽具有界定所述外壳内部的空心容量。优选所述导体轨道分别由金属片、优选铜片例如通过冲制或者激光制造。优选每个电流方向的所述导体轨道由一种金属片制造,并且定义了一种平齐的平面结构。优选所述导体轨道被布置在同一个平面内,下面也被称作覆层或是单层结构,或者被布置在更多个彼此平行布置的平面内,相应地也被称作为覆层或是多层结构。所述导体轨道例如定义了完全同一个电流方向,两个平面或者说覆层中的分别一个。由此实现了更好的电磁屏蔽。所述用于电气接触的装置优选另外包括其他的导体段,所述导体段分别被设置在所述电气元件与所述其他导体轨道的相应的导体轨道之间,并且具有垂直于所述相应导体轨道定向的延伸方向。这些导体段例如被设计为柱状(热电堆)或者被设计为角形金属片,例如与所述元件和/或所述导体轨道之间用螺钉拧紧或者用铆钉钉紧。根据一种优选的设计,所述开关单元具有多个不同结构类型的电气元件,所述电气元件全部至少分段地借助所述多个导体轨道被电气接触。优选所述导体轨道例如通过挤压包封被嵌进所述外壳的所述材料、例如热塑塑料内。根据一种优选的设计,所述用于电气装置的装置具有多个被布置在所述外壳外部的连接装置,用于与相关联的车辆上的导电轨连接。这些装置例如被设计为用于与所述车辆上的导电轨之间的力配合连接。此外,本技术涉及一种由上述其中一种实施方式中的开关单元和散热件构成的装置,其中,所述散热件在所述外壳内部的表面的区域内或者在所述导体轨道被布置在其上的所述壁面的区域内被布置得与所述外壳外部邻接。所述散热件例如由金属或者金属的合金构成,并且具有多个散热棱条、散热片、散热叶片和/或散热棒,以便扩大热辐射的面积。所述“散热件”的概念要从广义上来解释,指的是每种适用于从其自身通过对流和热辐射引起向周围环境的放热并且由此通过与所述开关单元的触摸接触引起该开关单元散热的零件,其中,与所述开关单元相比,所述散热件本身还有利于扩大所述各个为对流和热辐射所提供的面积。在这种意义上,车辆的支承件、例如所述车辆车架也可被理解为是本技术定义中的散热件,如果所述开关单元被布置得与其邻接。根据一种优选的设计,所述散热件在所述散热件的为了与所述外壳外部的邻接布置所规定的区域内具有导热的填隙式涂层,例如由导热胶、可导热的胶黏剂构成的覆层或者是导热垫(隔热垫)。替选方案以及要被看作为是等效方案的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的开关单元,包括界定有外壳外部(3)和外壳内部(4)的外壳(2)、至少一个被布置在所述外壳内部(4)的电气元件(5、6、17、18、19、21)以及用于由所述外壳外部(3)电气接触所述电气元件(5、6、17、18、19、21)的装置,其特征在于,用于电气接触的装置包括多个导体轨道(7),所述导体轨道(7)被布置得邻接所述外壳内部(4)的表面或者被布置在所述外壳(2)的壁面上,并且所述外壳(2)至少在所述导体轨道(7)的区域内被设置使得所述电气元件(5、6、17、18、19、21)通过所述导体轨道(7)和/或额外导体段(9)与所述外壳外部(3)导热接触。

【技术特征摘要】
2016.10.14 DE 102016119612.6;2017.05.10 DE 10201711.一种用于车辆的开关单元,包括界定有外壳外部(3)和外壳内部(4)的外壳(2)、至少一个被布置在所述外壳内部(4)的电气元件(5、6、17、18、19、21)以及用于由所述外壳外部(3)电气接触所述电气元件(5、6、17、18、19、21)的装置,其特征在于,用于电气接触的装置包括多个导体轨道(7),所述导体轨道(7)被布置得邻接所述外壳内部(4)的表面或者被布置在所述外壳(2)的壁面上,并且所述外壳(2)至少在所述导体轨道(7)的区域内被设置使得所述电气元件(5、6、17、18、19、21)通过所述导体轨道(7)和/或额外导体段(9)与所述外壳外部(3)导热接触。2.根据权利要求1所述的开关单元,其特征在于,至少在所述导体轨道(7)的区域的外壳(2)由导热的塑料和/或金属来制造,和/或具有导热的涂层(10)和/或导热材料构成的插入物(16)。3.根据上述权利要求中任一项所述的开关单元,其特征在于,所述导体轨道(7)由金属片制造。4.根据权利要求3所述的开关单元,其特征在于,所述导体轨道(7)由铜片制造。5.根据权利要求3所述的开关单元,其特征在于,所述导体轨道(7)通过冲制或激光制造。6.根据权利要求1-2中任一项所述的开关单元,其特征在于,所述导体轨道(7)被布置在同一个平面内或者多个彼此平行布置的平面内。7.根据权利要求1-2中任一项所述的开关单元,其特征在于,所述用于电气接触的装置还包括额外导体段(9),该额外导体段分别被设置在所述电气元件(5、6、17、18、19、21)与多个所述导体轨道(7)中的相关联的导体轨道(7)之间,并且具有垂直于所述相关联的导体轨道(7)的延伸方向。8.根据权利要求1-2中任一项所述的开关单元,其特征在于,所述电气元件(5、6、17、18、19、21)是电子式的或者机电式的...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·沃尔夫
申请(专利权)人:普瑞有限公司
类型:新型
国别省市:德国,DE

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