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CN116472408A - 用于电动的制冷剂压缩机的电子部件的壳体单元 - Google Patents

用于电动的制冷剂压缩机的电子部件的壳体单元 Download PDF

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CN116472408A
CN116472408A CN202280007404.6A CN202280007404A CN116472408A CN 116472408 A CN116472408 A CN 116472408A CN 202280007404 A CN202280007404 A CN 202280007404A CN 116472408 A CN116472408 A CN 116472408A
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CN
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housing
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unit
elements
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Application number
CN202280007404.6A
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杰拉尔德·里克特
迈克尔·弗里德尔
迪尔克·古特贝勒特
斯特芬·科赫
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Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种用于电子部件、特别地用于电动的制冷剂压缩机的逆变器的壳体单元(1)，其中，壳体单元(1)包括第一壳体元件(2)和第二壳体元件(3)，第一壳体元件(2)和第二壳体元件(3)可以连接至制冷剂压缩机的壳体部分(5)、特别地制冷剂压缩机的马达壳体(5)，并且在此过程中形成容纳电子部件、特别地逆变器的腔。

Description

用于电动的制冷剂压缩机的电子部件的壳体单元
技术领域
本发明涉及用于电子部件的壳体单元、特别地用于电动制冷剂压缩机的逆变器。壳体单元设置成用于与壳体部分、特别地电动制冷剂压缩机的马达壳体部分一起组装。
背景技术
制冷剂压缩机用于压缩空调系统的回路中的气态制冷剂。在电动制冷剂压缩机中，压缩机单元——在涡旋压缩机的情况下，压缩机单元例如包括定涡旋件和动涡旋件——由具有电动马达的驱动单元驱动。电驱动单元包括电子控制单元，即所谓的逆变器，逆变器被设置成用于控制电动马达。为了连接逆变器区域——其中容纳有逆变器的壳体装置——已知各种壳体构型。通常，逆变器被容纳在支承件中，该支承件允许热连接，以从逆变器的电子部件中移除热。支承件是电动制冷剂压缩机的马达壳体的一体部分，或者是作为单独的壳体结构凸缘连接至马达壳体。单独的壳体结构包括支承件和覆盖件，支承件和覆盖件一起安装在马达壳体上。在组装状态下，支承件和覆盖件形成用于逆变器的电子部件的封闭的壳体。覆盖件借助于单独的密封元件连接至支承件，以用于防止湿气、灰尘和污垢进入，并且通过螺钉紧固。
逆变器经由一个或更多个插入式连接器与车辆系统电接触。通常，插入式连接器壳体和具有电导体触头的插入式连接器被插入到设置在壳体中的开口中并且通过螺钉紧固。在插入式连接器与壳体壁之间提供密封，以防止灰尘和湿气渗入到逆变器中或插入式连接器与壳体之间。密封特别地有助于防止壳体部分的腐蚀。
用于电动制冷剂压缩机运行的另一重要方面是电磁兼容性(EMC)，这通过对电动制冷剂压缩机的电子部件进行适当的电磁屏蔽来实现。如已知的，这是通过使用金属、通常是铝的壳体或壳体部分来实现的。
发明内容
技术问题
已知壳体设计的缺点是需要大量的单个部件，这些部件在组装期间必须以耗时的方式组装在一起。例如，需要多个螺钉和单独的密封元件来安装插入式连接器。插入式连接器壳体的这些精密结构难以处理，并且需要增加组装工作量。同样，使用多个螺钉和单独插入的密封元件来安装覆盖件。此外，开口、插入式连接器座和密封面的加工需要相当大的制造工作量。为了确保足够的腐蚀保护，高质量的铝合金是必要的。密封件必须被设计成使得液体无法渗入到间隙中。目前呈铸造部件的形式的铝覆盖件在重量方面有额外的缺点。
技术方案
本发明的目的在于提出一种用于电子部件、特别地用于电动制冷剂压缩机的逆变器的壳体单元，该壳体单元满足良好电磁兼容性的要求、具有低重量，并且可以花费较小的工作量进行组装。
该目的通过具有根据权利要求1的特征的壳体单元实现。从属权利要求中详细说明了壳体单元的改进方案和有利实施方式。
提出了一种用于电子部件、特别地用于电动制冷剂压缩机的逆变器的壳体单元。壳体单元包括第一壳体元件和第二壳体元件，第一壳体元件和第二壳体元件可以连接至制冷剂压缩机的壳体部分、特别地连接至制冷剂压缩机的马达壳体，并且在此过程中形成容纳电子部件、特别地逆变器的腔。
在壳体单元处于组装状态时通过壳体元件形成腔。因此，当处于组装状态时，壳体单元在内部具有腔。为此，可以在第一壳体元件和/或第二壳体元件上形成模制件，一个或多个模制件形成腔。形成腔的模制件被设计成容纳电子部件，使得当壳体单元处于组装状态时，电子部件以完全封围的方式被壳体单元包围。此外，壳体单元具有一体地模制在其外侧部上的至少一个插入式连接器壳体，所述插入式连接器壳体具有用于电接触容纳在腔中的电子部件的电接触元件。在这种情况下，插入式连接器壳体形成为壳体单元的一体结构、优选地由壳体单元的材料形成。
在本发明的含义中，电子部件特别地意味着用于控制电动制冷剂压缩机的马达的逆变器。然而，电动制冷剂压缩机的其他电子部件也可以容纳在根据本发明的壳体单元中。
壳体单元的壳体元件优选地由塑料形成。
为了防尘和流体紧密密封，在壳体元件与制冷剂压缩机的壳体部分之间布置密封元件或密封材料。密封元件或密封材料布置在壳体元件之间以及制冷剂压缩机的壳体部分与根据本发明的壳体单元的面向制冷剂压缩机的壳体部分的壳体元件之间。因此，密封元件或密封材料布置在可组装的壳体单元的所有壳体元件之间。
根据本发明的壳体单元的另一结构是用于容纳在壳体单元的腔中的电子部件的电磁屏蔽件。具有导电元件的电磁屏蔽件确保了良好的电磁兼容性。
本发明的优点在于，不需要单独的支承件来容纳电子部件、特别地逆变器，因为电子部件容纳在由壳体元件形成的腔中。形成有腔的模制件满足所有要求，以确保电子部件的精确配装容纳。另一优点是一体模制的插入式连接器壳体具有电接触元件，以用于电接触容纳在内部、即由壳体元件形成的腔中的电子部件。因为插入式连接器壳体是由壳体单元的材料一体形成的，因此不再需要对单独的插入式连接器壳体和电接触元件的耗时组装。对于一体模制的插入式连接器壳体，有利地不再需要单独的密封件，因为至少一个插入式连接器壳体由壳体单元的材料模制为单个件，即由第一壳体元件的材料模制为单个件并且/或者由第二壳体元件的材料模制为单个件。用于电接触电子部件的电接触元件和电导体接触件已经可以在壳体元件的制造期间设置为插入件，特别地在使用注射模制制造壳体元件的情况下，所述插入件然后被壳体单元或壳体元件的材料封围并且在该过程中被结合。可以在壳体单元的每个壳体元件上形成这种电通连接件。所述至少一个插入式连接器壳体被设计成容纳电插入式连接器，该电插入式连接器用于电接触容纳在壳体单元的腔中的电子部件。
根据本发明的壳体单元的有利实施方式，所述至少两个壳体元件可以由导电塑料形成，其中，包括导电塑料的壳体元件形成有容纳在壳体单元的内部中的电子部件的电磁屏蔽件。在该实施方式中，电磁屏蔽件有利地结合在壳体元件中。
还可以将容纳在壳体单元的腔中的电子部件的电磁屏蔽件设置成使用包覆模制的、优选地包含铝的金属插入件或者作为平面或网格状元件布置在电子部件周围。有利地，金属插入件结合在壳体元件中，并且因此不必单独安装。在壳体元件之间形成电接触，以允许壳体元件的金属插入件的电接触。
容纳在壳体单元的内部的腔中的电子部件的电磁屏蔽件也可以替代性地或附加地作为呈气相沉积金属形式的导电表面涂层或者作为涂料施加至壳体元件。
根据本发明的壳体单元的有利的改进方案，可以在壳体单元的面向制冷剂压缩机的壳体部分的侧部上设置孔，所述孔允许容纳在壳体单元的腔中的电子部件与制冷剂压缩机的壳体部分之间的接触。由于壳体单元中的孔，有利地确保了电子部件与电动制冷剂压缩机的通常由金属形成的马达壳体的接触，并且因此可以在马达壳体上定位有必须冷却的印刷电路板的电开关元件、例如MOSFETs。马达壳体可以因此用作散热器来散热。在壳体单元中的孔的区域中，马达壳体可以具有平坦的区域，可以在该平坦的区域上布置电子部件以利用大的接触面积来散热。该孔可以形成在第一壳体元件中或第二壳体元件中，这取决于在优选布置中哪个壳体元件面向制冷剂压缩机的壳体部分。由于在压缩机运行期间出现制冷剂质量流，因此平坦区域从内部被冷却，并且逆变器或电开关元件经由马达壳体的壳体壁被冷却。还可以设想的是，马达壳体在壳体单元中的切口区域中具有更深的模制件，电开关元件可以以更大的接触面积定位在该模制件中用于热传递。由此有利地提高了热传递的效率。
壳体元件可以通过螺钉紧固、借助于闩锁连接或者通过焊接彼此连接并且/或者连接至电动制冷剂压缩机的壳体部分。
橡胶、塑料或泡沫塑料可以用作密封材料。密封材料可以通过粘附剂粘接或使用注射模制方法而固定地附接至壳体元件。密封材料有利地形成为壳体元件上的一体结构。这简化了壳体单元的组装，因为密封材料不必单独定位。
密封材料还可以是具有弹性塑料成分的双组分塑料。这种双组分塑料可以利用注射模制方法来应用，其中，形成密封件的弹性组分被注射模制在壳体元件上。第一壳体元件和第二壳体元件可以因此具有注射模制的密封件。
根据根据本发明的壳体单元的另一实施方式，可以设置成壳体元件之间的密封材料是在壳体元件的接触面的焊接期间由壳体元件材料形成的熔融物。如果壳体元件中的至少一个壳体元件由塑料形成，则该实施方式证明是合适的。待熔融的密封材料可以在第一壳体元件与第二壳体元件之间以及面向电动制冷剂压缩机的壳体部分的第一壳体元件与电动制冷剂压缩机的壳体部分之间接合之前引入。此外，第一壳体元件和第二壳体元件本身可以由可焊接材料形成，当第一壳体元件和第二壳体元件接合时，熔融物形成为用于密封壳体元件的密封材料。
有利地，壳体单元可以设计成使得腔由形成在第一壳体元件上的模制件形成，其中，第二壳体元件形成至少覆盖其中容纳电子部件的第一壳体元件的模制件的覆盖件。第一壳体元件和/或第二壳体元件可以由塑料或金属形成。第二壳体元件可以是铸造部件或冲压金属部件。
可以在第一壳体元件和/或第二壳体元件中模制具有用于电接触容纳在腔中的电子部件的电接触元件的至少一个插入式连接器壳体。所述至少一个插入式连接器壳体由壳体单元的材料、即第一壳体元件的材料和/或第二壳体元件的材料模制为单个件。
根据本发明的壳体单元减少了需要单独安装的部件的数目，并且结合了电磁屏蔽的功能。逆变器区域设置为单独的壳体单元，并且凸缘连接至电动制冷剂压缩机的马达壳体。
附图说明
本发明的实施方式的其他细节、特征和优点可以在下面参照相关附图对示例性实施方式的描述中找到。在附图中：
图1a/b：示出了根据本发明的壳体单元的示例性实施方式的示意图，a)处于组装状态，并且b)为分解图，
图2：以支承壳体元件的形式示出了根据本发明的壳体单元的壳体元件的示例性实施方式的示意图，
图3：示出了根据本发明的壳体单元的另一实施方式的示意图，以及
图4：示出了根据本发明的壳体单元的又一示例性实施方式的示意图，该壳体单元具有一体的电磁屏蔽件和一体的密封元件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的壳体单元的示例性实施方式的示意图，图a)处于组装状态，并且图b)为分解图。壳体单元1具有由塑料形成的两个壳体元件2和3，第一壳体元件2具有用于容纳逆变器(未示出)的模制件4。第一壳体元件2可以被称为支承壳体元件。第二壳体元件3形成为与第一壳体元件2对应的覆盖件，使得容纳在模制件4中的逆变器在壳体单元1处于组装状态时被完全容纳(参见图1a)。因此，形成在第一壳体元件2上的模制件4与第二壳体元件3一起形成壳体单元1的腔，逆变器容纳在该腔中。外壳部件2和3可以连接至制冷剂压缩机(未示出)的马达壳体5。此外，壳体单元1在第一壳体元件2上具有一体模制的插入式连接器壳体6和7。插入式连接器壳体6和7是由第一壳体元件2的材料模制而成的，用于容纳插入式连接器(未示出)。插入式连接器壳体6和7具有内部的电接触元件，容纳在腔中的逆变器可以在对应的插入式连接器插入到插入式连接器壳体6和7中时经由该电接触元件电接触。电导体因此延伸到由第一壳体元件2和第二壳体元件3形成的腔的内部。相应地，电接触元件具有用于与容纳在腔中的逆变器电接触的电通连接件。插入式连接器壳体6是高压端子的形式，其中，插入式连接器壳体7是低压端子。
在第一壳体元件2与第二壳体元件3之间以及在马达壳体5与第一壳体元件2之间布置有单独的密封元件8，用于防尘密封和流体紧密密封。
此外，壳体单元1具有用于容纳在壳体单元1的内部的腔中的逆变器的电磁屏蔽件。电磁屏蔽件包括包含铝的金属插入件9和10，金属插入件9和10被设计成使得金属插入件9和10由壳体元件2和3容纳，并且在壳体元件2和3彼此连接时封围逆变器。金属插入件10形成为两部分，以用于容纳在第二壳体元件3中。与第一壳体元件2的内表面对应并且被第一壳体元件2容纳的金属插入件9相对布置。当壳体单元1处于组装状态时，金属插入件9和10形成围绕逆变器的实际上封闭的外壳，由此形成电磁屏蔽件。金属插入件9和10因此布置在逆变器与壳体元件2和3之间。
壳体元件2和3借助于螺钉(未示出)紧固至马达壳体5，螺钉通过形成在第二壳体元件3中的孔11和形成在第一壳体元件2中的对应的孔12旋拧到马达壳体5的螺纹(未示出)中。
图2以支承壳体元件的形式示出了根据本发明的壳体单元1的单独的第一壳体元件2的示例性实施方式的示意图。该图示出了呈高压端子形式的插入式连接器壳体6和呈低压端子形式的插入式连接器壳体7朝向用于容纳逆变器的模制件4的立体图。插入式连接器壳体6和7从第一壳体元件2的材料向外指向地模制。附图标记12表示孔，螺钉穿过这些孔并且旋拧到马达壳体5的螺纹中，以便将壳体单元1紧固至马达壳体5。在此未示出用于电接触逆变器的电接触元件。
图3示出了根据本发明的壳体单元1的另一示例性实施方式的示意图，该壳体单元1具有一体的EMF滤波器。图3中所示的壳体单元1的实施方式与图1b中所示的壳体单元1基本上对应，不同之处在于电磁屏蔽件不是呈金属插入件的形式。在图3中所示的实施方式中，电磁屏蔽件是呈沉积在第一壳体元件2和第二壳体元件3上的金属涂层的形式。涂层可以形成在内侧和/或外侧。涂层可以通过真空涂覆方法来施加。也可以将用于电磁屏蔽的导电涂层以涂料的形式施加至壳体元件2和3。因为电磁屏蔽件已经结合在壳体元件2和3中，因此可以减少组装工作量并且可以缩短组装时间。
图4示出了根据本发明的壳体单元1的又一示例性实施方式的示意图，该壳体单元1具有一体的电磁屏蔽件和一体的密封元件。图4中所示的壳体单元1的实施方式与图3中所示的壳体单元1基本上对应，不同之处在于用于密封壳体元件2和3的密封元件以及用于抵靠马达壳体5密封整个壳体单元1的密封元件固定地结合在壳体元件2和3中。在所示的示例中，呈塑料形式的弹性密封材料13紧固至第二壳体元件3的端面14。当壳体元件2和3在组装状态下彼此支承抵靠时，密封材料13使第二壳体元件3抵靠第一壳体元件2密封。
第一壳体元件2具有面向马达壳体5的端面15。呈塑料形式的弹性密封材料16同样紧固至该端面15，以便在组装状态下抵靠马达壳体5密封壳体单元1。因为密封材料13和密封材料16固定地形成在壳体元件2和3上，因此可以进一步减少组装时间，这是因为不再需要单独的密封元件的耗时的定位。有利地，壳体元件2和3只需为了组装而放在一起。
附图标记列表
1壳体单元
2第一壳体元件
3第二壳体元件
4模制件
5制冷剂压缩机的壳体部分、马达壳体
6插入式连接器壳体
7插入式连接器壳体
8密封元件
9金属插入件
10金属插入件
11孔
12孔
13密封材料
14端面
15端面
16密封材料

Claims (14)

1.一种用于电子部件、特别地用于电动的制冷剂压缩机的逆变器的壳体单元(1)，其中，所述壳体单元(1)包括第一壳体元件(2)和第二壳体元件(3)，所述第一壳体元件(1)和所述第二壳体元件(2)能够连接至所述制冷剂压缩机的壳体部分(5)、特别地连接至所述制冷剂压缩机的马达壳体(5)，并且在此过程中形成容纳所述电子部件、特别地所述逆变器的腔，其中，所述壳体单元(1)还具有：
-至少一个插入式连接器壳体(6、7)，至少一个所述插入式连接器壳体(6、7)一体地模制在所述壳体单元(1)的外侧部上，所述插入式连接器壳体具有用于电接触容纳在所述腔中的所述电子部件的电接触元件，
-密封元件(8)或密封材料(13、16)，所述密封元件(8)或所述密封材料(13、16)布置在所述壳体元件(2、3)与所述制冷剂压缩机的所述壳体部分(5)之间，以用于防尘和流体紧密密封，以及
-电磁屏蔽件(9、10)，所述电磁屏蔽件(9、10)用于容纳在所述壳体单元(1)的内部的所述腔中的所述电子部件。
2.根据权利要求1所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述壳体元件(2、3)由导电塑料形成，其中，包含导电塑料的所述壳体元件(2、3)形成有容纳在所述壳体单元(1)的所述腔中的所述电子部件的所述电磁屏蔽件。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，容纳在所述壳体单元(1)的所述腔中的所述电子部件的所述电磁屏蔽件是使用包覆模制的、优选地包含铝的金属插入件(9、10)形成的，或者作为平面或网格状元件布置在所述电子部件周围。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，容纳在所述壳体单元(1)的所述腔中的所述电子部件的所述电磁屏蔽件作为呈气相沉积金属形式的导电表面涂层或者作为涂料施加至所述壳体元件(2、3)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，在所述第一壳体元件(2)的面向所述制冷剂压缩机的所述壳体部分(5)的侧部上形成有孔，所述孔允许容纳在所述壳体单元(1)的所述腔中的所述电子部件与所述制冷剂压缩机的所述壳体部分(5)之间的接触。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述壳体元件(2、3)通过螺钉紧固、通过闩锁连接或者通过焊接彼此连接并且/或者连接至电动的所述制冷剂压缩机的所述壳体部分(5)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述密封材料(13、16)是橡胶、塑料或泡沫塑料，所述密封材料(13、16)通过粘附剂粘接或者通过注射模制方法而固定地附接至所述壳体元件(2、3)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述密封材料(13、16)是具有弹性塑料成分的双组分塑料。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述壳体元件(2、3)之间的所述密封材料(13、16)是在所述壳体元件(2、3)的接触面的焊接期间由所述壳体元件的材料形成的熔融物。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述腔(17)通过形成在所述第一壳体元件(2)上的模制件(4)形成，其中，所述第二壳体元件(3)形成至少覆盖所述第一壳体元件(2)的所述模制件(4)的覆盖件，所述电子部件容纳在所述覆盖件中。
11.根据前述权利要求所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述第一壳体元件(2)和/或所述第二壳体元件(3)由塑料或金属形成。
12.根据权利要求9所述的壳体单元(1)，其特征在于，所述第二壳体元件(3)是铸造部件或冲压金属部件。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，具有用于电接触容纳在所述腔中的所述电子部件的所述电接触元件的至少一个所述插入式连接器壳体(6、7)模制在所述第二壳体元件(3)和/或所述第一壳体元件(2)上。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的壳体单元(1)，其特征在于，至少一个所述插入式连接器壳体(6、7)由所述壳体单元(1)的材料模制为单个件。
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