Titel

Elektronische Anordnung mit vereinfachtem Aufbau

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Anordnung, beispielsweise ein Steuergerät eines Fahrzeugs, mit einer vereinfachten, kostengünstigeren Bauform.

Elektronische Anordnungen sind beispielsweise als Steuergeräte von Fahrzeugen in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Je nach Größe und Einsatzzweck des Steuergeräts muss eine Flüssigkühlung vorgesehen werden, um eine Überhitzung des Steuergeräts zu vermeiden. Weiterhin muss bei Steuergeräten von Fahrzeugen eine gewisse Robustheit vorliegen, um Temperaturschwankungen, Vibrationen, Schläge oder dgl. ohne Beschädigung überstehen zu können. Daher sind derartige Flüssigkühler beispielsweise als Druckgussbauteile ausgestaltet, wobei teilweise auch Kühlplatten oder dgl., z.B. aus Kupfer, eingeschraubt sind. Nachteile derartiger Lösungen sind neben dem hohen Gewicht auch ein relativ großer Herstellungsaufwand, was derartige Steuergeräte, welche üblicherweise als Massenbauteile in Fahrzeugen verbaut sind, sehr teuer macht.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektronische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine signifikante Gewichtsreduktion möglich ist. Ferner kann die erfindungsgemäße elektronische Anordnung sehr kostengünstig und einfach aufgebaut sein. Dabei ist ferner eine Montage der erfindungsgemäßen elektronischen Anordnung sehr einfach möglich. Dadurch können hohe Kostenvorteile erreicht werden, insbesondere da die elektronische Anordnung bevorzugt in Steuergeräten von Fahrzeugen verwendet wird, welche als Massen baute! le in großen Stückzahlen hergestellt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die elektronische Anordnung ein Basisgehäuse mit einer offenen Seite, wenigstens ein elektronisches Bauteil und einen Flüssigkühler aufweist. Der Flüssigkühler ist dabei eingerichtet, einen Deckel des Basisgehäuses zu bilden, um die offene Seite des Basisgehäuses zu verschließen. Die offene Seite ist vorzugsweise eine Oberseite des Basisgehäuses. Dabei ist der Flüssigkühler ein Tiefziehbauteil, welches besonders kostengünstig herstellbar ist. Das Tiefziehbauteil umfasst wenigstens ein tiefgezogenes Blechteil. Der Flüssigkühler umfasst eine Blechgrundplatte, ein Zusatzblech, einen Kühlkörper und einen Kühlkanal. Der Kühlkanal ist zwischen der Blechgrundplatte und dem Zusatzblech ausgebildet. Der Kühlkörper ist im Kühlkanal angeordnet. Weiterhin verschließt die Blechgrundplatte die offene Seite des Basisgehäuses vollständig. Somit weist die Blechgrundplatte als Teil des Flüssigkühlers und als Teil des Gehäuses der elektronischen Anordnung eine Doppelfunktion auf. Weiterhin ist ein elektronisches Bauteil an einer Innenseite der Blechgrundplatte fixiert. Somit dient die Blechgrundplatte ferner auch noch als Bauteil zur Aufnahme von elektronischen Komponenten. Somit stellt der Flüssigkühler eine Integration von mehreren Funktionen bereit, wodurch Bauteile und auch Werkzeugkosten für die Herstellungsvorgänge eingespart werden können. Ferner kann eine Montage der elektronischen Anordnung im Vergleich mit dem Stand der Technik deutlich vereinfacht werden. Insbesondere müssen keine Druckgussteile oder dgl. verwendet werden, sondern für die Blechgrundplatte und das Zusatzblech können kostengünstige Bleche, insbesondere Aluminiumbleche, und kostengünstige Herstellungsverfahren, insbesondere Tiefziehverfahren oder andere ähnliche Umformverfahren, verwendet werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Weiter bevorzugt ist eine Fläche des Zusatzblechs kleiner als eine Fläche der Blechgrundplatte. Das Zusatzblech ist dabei bevorzugt an einer Außenseite der Blechgrundplatte angeordnet. Durch die kleinere Fläche kann Material und Gewicht eingespart werden. Durch die Anordnung des Zusatzblechs an der Außenseite der Blechgrundplatte wird ferner erreicht, dass auch Bereiche der Blechgrundplatte der Umgebung ausgesetzt sind. Dadurch kann insbesondere eine Wärmeabgabe über die Blechgrundplatte verbessert werden. Vorzugsweise ist die Blechgrundplatte vollständig eben und das Zusatzblech ist ein tiefgezogenes Bauteil. Dadurch ist nur ein Tiefziehschritt notwendig, um den Kühlkanal zwischen Blechgrundplatte und Zusatzblech bereitzustellen. Dadurch kann der Flüssigkühler besonders kostengünstig bereitgestellt werden.

Weiter bevorzugt sind am Flüssigkühler ferner ein Kühlmitteleinlass und/oder ein Kühlmittelauslass angeordnet. Der Kühlmitteleinlass und/oder der

Kühlmittelauslass sind weiter bevorzugt ebenfalls mittels Hartlötverbindungen mit dem Kühlkanal verbunden. Insbesondere sind der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass an dem Zusatzblech vorgesehen.

Die Blechgrundplatte ist vorzugsweise eine ebene Platte ohne jegliche Aussparung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das elektronische Bauteil vollständig unterhalb des Kühlkanals des Flüssigkühlers angeordnet. Dadurch kann eine sehr gute Entwärmung des elektronischen Bauteils ermöglicht werden. Besonders bevorzugt sind alle elektronischen Bauteile der elektronischen Anordnung in Bereichen unterhalb des Kühlkanals an der Blechgrundplatte angeordnet.

Besonders bevorzugt sind die elektronischen Bauteile unter den Strip- Fin- Einlagen, welche sich im Kühlkanal befinden, angeordnet.

Besonders bevorzugt sind elektronische Bauteile mittels einer Weichlötverbindung an der Innenseite der Blechgrundplatte fixiert. Hierdurch kann ein schneller und kostengünstiger Verbindungsprozess zwischen den elektronischen Bauteilen und der Innenseite der Blechgrundplatte ermöglicht werden. Silbersintern und Laminieren sind ebenfalls bevorzugte Methoden.

Besonders bevorzugt ist der Kühlkörper, welcher im Kühlkanal angeordnet ist, ein Einlegebauteil. Vorzugsweise ist der Kühlkörper dabei mittels einer Hartlötverbindung mit dem Zusatzblech oder mit der Blechgrundplatte verbunden. Besonders bevorzugt ist der Kühlkörper ein Strip- Fin-Bauteil. Derartige Strip-Fin-Bauteile weisen eine Vielzahl von vorstehenden Finnen auf, welche vorzugsweise auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet sind und sehr kostengünstig bereitgestellt werden können. Durch Verwendung derartiger Kühlkörper kann eine besonders gute Entwärmung der elektronischen Bauteile und eine Wärmeabfuhr über den Kühlkanal ermöglicht werden.

Die elektronische Anordnung umfasst weiter bevorzugt eine umlaufende Dichtung, welche zwischen dem Basisgehäuse und der Blechgrundplatte verläuft. Vorzugsweise sind alle Bauteile des Flüssigkühlers aus Aluminiumblech hergestellt.

Vorzugsweise sind die elektronischen Bauteile Leistungselektroniken.

Die elektronische Anordnung ist vorzugsweise ein Steuergerät, insbesondere für Fahrzeuge, beispielsweise ein Getriebesteuergerät oder ein Steuergerät eines Elektromotors.

Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen elektronischen Anordnung.

Zeichnung

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht einer elektronischen Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines

Flüssigkühlers der elektronischen Anordnung von Figur 1, und

Figur 3 eine schematische, perspektivische Explosionsdarstellung der elektronischen Anordnung von Figur 1.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine elektronische

Anordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Die elektronische Anordnung 1 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Getriebesteuergerät eines Fahrzeugs.

Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, umfasst die elektronische Anordnung 1 ein Basisgehäuse 2, welche in diesem Ausführungsbeispiel auch ein Teilgehäuse der zu steuernden Einrichtung, beispielsweise des Getriebes oder einer Fahrzeug-Antriebsachse oder dgl. , ist. Das Basisgehäuse 2 kann aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt sein, vorzugsweise als Druckgussbauteil.

Die elektronische Anordnung 1 umfasst ferner eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen 3, welche beispielsweise Leistungselektroniken eines Steuergeräts sind.

Ferner umfasst die elektronische Anordnung 1 einen Flüssigkühler 4, welcher im Detail aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist. Der Flüssigkühler 4 umfasst eine ebene Blechgrundplatte 40, ein Zusatzblech 41, einen Kühlkanal 42, welcher zwischen der Blechgrundplatte 40 und dem Zusatzblech 41 ausgebildet ist, und Kühlkörper 43, welche im Kühlkanal 42 angeordnet sind. Ferner umfasst der Flüssigkühler 4 einen Kühlmitteleinlass 44 und einen Kühlmittelauslass 45.

Die Blechgrundplatte 40 ist dabei eine ebene, flache Platte, ohne jegliche Aussparungen, so dass die Blechgrundplatte 40 besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Das Zusatzblech 41 ist ein Tiefziehbauteil, welches dadurch den Kühlkanal 42 definiert. Die Wände des Kühlkanals 42 sind durch die Blechgrundplatte 40 und das Zusatzblech 41 ausgebildet.

Der Flüssigkühler 4 wird mittels einer Hartlötverbindung 5 hergestellt. Hierzu werden die Blechgrundplatte 40, das Zusatzblech 41, ein Kühlkörper 43, der Kühlmitteleinlass 44 und der Kühlmittelauslass 45 mittels Hartlötverbindung 5 verbunden.

Das Zusatzblech 41 weist in Draufsicht eine U-Form auf, wobei die Kühlkörper vorzugsweise ausschließlich in den beiden Schenkeln des U angeordnet sind (vgl. Figur 2). Wie aus den Figuren 1 und 3 deutlich wird, ist der Flüssigkühler 4 an einer offenen Seite 20 des Basisgehäuses 2 angeordnet. Dabei verschließt die Blechgrundplatte 40 des Flüssigkühlers 4 die offene Seite 20 des Basisgehäuses 2 vollständig und bildet somit einen Deckel für das Basisgehäuse 2. Damit weist der Flüssigkühler neben der Kühlfunktion auch noch eine Verschließfunktion für das Gehäuse der elektronischen Anordnung auf. Dabei benötigt die elektronische Anordnung nicht, wie im Stand der Technik, einen zusätzlichen Deckel, sondern der Deckel wird durch den Flüssigkühler 4 bereitgestellt. Genauer verschließt ausschließlich die Blechgrundplatte 40 die offene Seite 20 des Basisgehäuses 2 und bildet somit die Deckelfunktion ab.

Weiterhin ist an einer Innenseite 40a der Blechgrundplatte 4 ein elektronisches Bauteil 3 fixiert. Die Fixierung des elektronischen Bauteils 3 erfolgt dabei mittels einer Weichlötverbindung 6. Dadurch übernimmt der Flüssigkühler 4 auch noch eine Funktion einer Basis zur Anordnung von Bauteilen. Das elektronische Bauteil 3 kann auch silbergesintert oder laminiert werden.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist das elektronische Bauteil 3 dabei vollständig unterhalb des Kühlkanals 42 angeordnet. Über eine Weichlötverbindung 6 kann somit eine hervorragende Entwärmung des elektronischen Bauteils 3 erfolgen. Dabei sind über dem elektronischen Bauteil im Kühlkanal 42 auch noch Kühlkörper 43 des Flüssigkühlers 4 vorhanden.

Die Kühlkörper 43 des Flüssigkühlers 4 sind vorzugsweise Strip- Fin- Einlagen. Derartige Strip- Fin- Einlagen können besonders kostengünstig beispielsweise aus Aluminium hergestellt werden. Die Strip-Fin-Einlagen sind dann an der Blechgrundplatte und dem Zusatzblech fixiert.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, welche in perspektivischer Ansicht den Flüssigkühler 4 zeigt, ist eine Fläche des Zusatzblechs 41 deutlich kleiner als eine Fläche der Blechgrundplatte 40. Dadurch wird erreicht, dass einerseits das Zusatzblech 41 vollständig der angrenzenden Umwelt 10 ausgesetzt ist, als auch Teile der Blechgrundplatte 40. Somit kann die gesamte Fläche der Blechgrundplatte 40 zur Entwärmung der elektronischen Anordnung verwendet werden. Dadurch kann eine gewisse Grundentwärmung der elektronischen Anordnung 1 ermöglicht werden, wobei die elektronischen Bauteile 3 speziell durch den Kühlkanal entwärmt werden. Zwischen den elektronischen Bauteilen 3, welche am Flüssigkühler 4 befestigt sind und weiteren Bauteilen der elektronischen Anordnung, welche im Basisgehäuse 2 angeordnet sind, ist vorzugsweise ein Steckkontakt mit Einpresszonen ausgebildet. Dadurch kann eine sichere elektrische Verbindung zwischen den elektronischen Bauteilen 3 und weiteren Bauteilen der elektronischen Anordnung 1 sichergestellt werden. Alternativ kann die elektrische Verbindung auch durch Einpressen, Schrauben oder Schweißen hergestellt werden.

Besonders bevorzugt sind alle Einzelbauteile des Flüssigkühlers 4 aus Aluminium hergestellt. Dies ist einerseits relativ kostengünstig und andererseits kann eine möglichst gleichmäßige Wärmeabfuhr durch den Flüssigkühler 4 erreicht werden.

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist das Basisgehäuse 2 gleichzeitig auch das Gehäuse für ein Steuergerät einer Getriebeeinheit 9 und teilweise auch das Gehäuse für die Getriebeeinheit 9 selbst. Dabei ist zwischen dem Flüssigkühler 4 und dem Basisgehäuse 2 eine umlaufende Dichtung 7 vorgesehen. Die Dichtung 7 ist dabei vorzugsweise in eine in dem Basisgehäuse 2 gebildeten Vertiefung angeordnet. Dadurch kann eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem als Deckel dienenden Flüssigkühler 4 und dem Basisgehäuse 2 realisiert werden.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, muss die Flüssigkühlung somit nicht durch das Innere der elektronischen Anordnung 1 geführt werden, sondern kann ausschließlich an der Außenseite der elektronischen Anordnung 1 vorgesehen sein. Hierdurch können insbesondere Probleme mit evtl, auftretenden Undichtigkeiten, welche üblicherweise zur vollständigen Zerstörung des Steuergeräts führen, vermieden werden. Sollte beispielsweise eine Undichtigkeit zwischen der Blechgrundplatte 40 und dem Zusatzblech 41 vorhanden sein und Kühlflüssigkeit auslaufen, wird die elektronische Anordnung 1 nicht zerstört, sondern die Kühlflüssigkeit tritt an der Außenseite der elektronischen Anordnung aus. Dadurch ist beispielsweise ein Leck des Flüssigkühlers 4 sofort erkennbar und es können entsprechende Gegenmaßnahmen vorgenommen werden. Das Steuergerät 8 bleibt dabei bei einem derartigen Leck ohne Beschädigung. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass bei einer Beschädigung des Flüssigkühlers 4 dieser einfach komplett ausgetauscht wird und als Deckel wieder auf das Basisgehäuse 2 aufgesetzt wird.

Somit ist beim Flüssigkühler 4 nur das Zusatzblech 41 das einzige tiefgezogene Bauteil. Die Grundplatte 40 kann einfach als flaches Stanzbauteil bereitgestellt werden. Somit ist der Flüssigkühler 4 sehr kostengünstig und schnell herstellbar.