Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Leistungselektronikmodul eines Kraftfahrzeugs. Die Baugruppe umfasst eine erste Komponente mit zumindest einem ersten, störsignalemittierenden elektrischen Bauelement und mit einer, das zumindest eine erste Bauelement bedeckenden, elektrisch isolierenden Schicht. Außerdem weist die Baugruppe eine zweite, störsignalempfindliche Komponente auf. Ferner weist die Baugruppe ein zwischen der ersten und der zweiten Komponente angeordnetes Abschirmblech zum Abschirmen der zweiten Komponente gegenüber den Störsignalen der ersten Komponente auf. Die Erfindung betrifft außerdem ein Leistungselektronikmodul für ein Kraftfahrzeug.

Vorliegend richtet sich das Interesse auf Leistungselektronikmodule für Kraftfahrzeuge. Solche Leistungselektronikmodule sind beispielsweise Inverter für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, also Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Dabei ist der Inverter zwischen einen Hochvoltenergiespeicher und eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs geschaltet und wandelt üblicherweise eine von dem Hochvoltenergiespeicher bereitgestellte Hochvoltgleichspannung in eine Mehrphasenwechselspannung zum Betreiben der elektrischen Maschine. Insbesondere hochspannungsführende Komponenten, also Hochvoltkomponenten, der Leitungselektronikmodule werden in der Regel mit Abschirmblechen, beispielsweise Schirmblechen, umschlossen, um zu verhindern, dass Störsignale der Hochvoltkomponenten einen negativen Einfluss auf andere Komponenten des Leistungselektronikmoduls, beispielsweise Signalpfade von Niedervoltkomponenten, haben. Diese Schirmung ist besonders relevant bei Zwischenkreiskondensatoren, Filterstufen und Stromsensoren. Eine besondere Herausforderung besteht dabei darin, die störsignalemittierenden Komponenten, die störsignalempfindlichen Komponenten sowie die Abschirmbleche sicher und bauraumsparend zueinander zu platzieren.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders kostengünstige, bauteilsparende und baumraumsparende Anordnung einer störsignalemittierenden Komponente, einer störsignalempfindlichen Komponente und einem Abschirmblech eines Leistungselektronikmoduls für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Baugruppe sowie ein Leistungselektronikmodul mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figur.

Eine erfindungsgemäße Baugruppe für ein Leistungselektronikmodul eines Kraftfahrzeugs weist eine erste Komponente mit zumindest einem ersten, störsignalemittierenden elektrischen Bauelement und einer das zumindest eine erste Bauelement bedeckenden elektrisch isolierenden Schicht auf. Außerdem weist die Baugruppe eine zweite, störsignalempfindliche Komponente auf. Darüber hinaus weist die Baugruppe ein zwischen der ersten und der zweiten Komponente angeordnetes Abschirmblech zum Abschirmen der zweiten Komponente gegenüber den Störsignalen der ersten Komponente auf. Das Abschirmblech ist als ein Profilblech mit einem erhabenen Bereich aufweisend zumindest eine Hochsicke und einem abgesenkten Bereich aufweisend zumindest eine Tiefsicke ausgebildet, wobei die zumindest eine Tiefsicke zum mechanischen Verbinden des Abschirmbleches mit der ersten Komponente mit der elektrisch isolierenden Schicht der ersten Komponente mechanisch verbunden ist und wobei die zumindest eine Hochsicke einen Abstützbereich für die zweite Komponente ausbildet, an welchem die zweite Komponente zumindest bereichsweise bzw. stellenweise anliegt und befestigt ist.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Leistungselektronikmodul für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen Baugruppe. Das Leistungselektronikmodul ist insbesondere ein Inverter für eine elektrische Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs. Die Baugruppe weist die zwei Komponenten auf, wobei die erste Komponente insbesondere eine Hochvoltkomponente und die zweite Komponente insbesondere eine Niedervoltkomponente ist. Das zumindest eine erste elektrische Bauelement der ersten Komponente ist dabei mit einer elektrisch isolierenden Schicht bedeckt. Die erste Komponente ist insbesondere ein Zwischenkreiskondensator für den Inverter, wobei das zumindest eine erste Bauelement als ein elektrischer Kondensator, insbesondere ein Folienkondensator, ausgebildet ist. Die erste Komponente kann auch eine Filterstufe sein.

Die erste Komponente emittiert dabei Störsignale, gegenüber welchen die zweite Komponente empfindlich ist und welche somit einen Betrieb der zweiten Komponente stören können. Die zweite Komponente ist insbesondere als eine Steuereinrichtung ausgebildet und weist zumindest einen Signalpfad auf, welcher auf einer Platine der zweiten Komponente angeordnet ist. Zusätzlich können auf der Platine weitere Bauelemente, beispielsweise Steuerelemente und Sensorelemente, angeordnet sein.

Um die erste und die zweite Komponente trotz der Störsignale räumlich nahe zueinander positionierten und zu der Baugruppe zusammenfügen zu können, ist das Abschirmblech zwischen der ersten und der zweiten Komponente angeordnet. In einem angeordneten Zustand der Baugruppe im Kraftfahrzeug sind die erste Komponente, das Abschirmblech und die zweite Komponente insbesondere in Hochrichtung übereinander angeordnet bzw. gestapelt. Das Abschirmblech ist dabei als ein metallisches EMV-Schirmblech ausgebildet und weist beispielsweise eine Aluminium- oder Stahllegierung auf. Das Schirmblech ist multifunktional ausgebildet und stellt zusätzlich zur Abschirmfunktion eine Abstützfunktion bzw. Tragfunktion für die zweite Komponente bereit. Dazu ist das Schirmblech als ein Profilblech ausgebildet und weist den erhabenen Bereich und den abgesenkten Bereich aus. Der abgesenkte Bereich ist dabei mechanisch mit der elektrisch isolierenden Schicht der ersten Komponente verbunden, insbesondere zumindest teilweise in die elektrisch isolierende Schicht der ersten Komponente integriert, und somit räumlich besonders nahe, jedoch elektrisch isoliert zu dem zumindest einen ersten elektrischen Bauelement angeordnet.

Beispielsweise kann die erste Komponente ein einseitig offenes Gehäuse aufweisen, in welchem das zumindest eine erste elektrische Bauelement angeordnet ist und welches von der elektrisch isolierenden Schicht abgedeckt ist. Vorzugsweise ist die elektrisch isolierende Schicht durch eine Vergussmasse gebildet, mit welcher das zumindest eine erste Bauelement zumindest teilweise bedeckt ist und in welche die zumindest eine Tiefsicke eingegossen ist. Beispielsweise kann das Gehäuse mit der Vergussmasse befüllt sein, sodass das zumindest eine erste Bauelement in die Vergussmasse eingebettet ist und das Profilblech bereichsweise in die Vergussmasse eintaucht. Dadurch wird das Profilblech stoffschlüssig mit der ersten Komponente verbunden. Insbesondere weist der abgesenkte Bereich eine Gitterstruktur zum Verbessern der mechanischen Verbindung zwischen der elektrisch isolierenden Schicht und dem Profilblech auf. Durch die Gitterstruktur kann die Vergussmasse den abgesenkten Bereich an mehreren Stellen vollständig umgeben, sodass eine sichere mechanische Verbindung hergestellt werden kann. Außerdem werden durch das bereichsweise Einbetten des metallischen Abschirmbleches in die Vergussmasse Störgeräusche, wie sie beispielsweise bei einem verschraubten Abschirmblech während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs und einer daraus resultierenden Bewegung der Baugruppe auftreten können, zumindest reduziert.

An dem erhabenen Bereich ist die zweite Komponente angeordnet. Eine Oberseite der zumindest einen Hochsicke bildet eine Auflagefläche für die zweite Komponente, beispielsweise die Platine der Steuereinrichtung, aus. Die von der zumindest einen Hochsicke bereitgestellte Auflagefläche ist insbesondere geringer als eine Fläche der zweiten Komponente. An dieser Auflagefläche liegt die zweite Komponente an und ist insbesondere somit nur stellenweise abgestützt. Zum Befestigen der zweiten Komponente an der zumindest einen Hochsicke kann diese an der Auflagefläche festgeklebt sein. Da das metallische Abschirmblech gut klebbar ist, kann somit die zweite Komponente einfach und sicher an dem Abschirmblech befestigt werden. So kann eine stabile und bauraumsparende Baugruppe gebildet werden. Dadurch, dass das Schirmblech als Träger der zweiten Komponente fungiert, kann auf zusätzlichen Stützen verzichtet werden, sodass die Baugruppe zudem besonders bauteilsparend und daher kostengünstig ausgebildet werden kann.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Profilblech durch Tiefziehen ausgebildet ist und zumindest die zumindest eine Hochsicke als ein einseitig, in Richtung der elektrisch isolierenden Schicht offener Hohlkörper ausgebildet ist. Insbesondere sind die Hochsicken durch stellenweise tiefgezogene Bereiche des Abschirmblechs ausgebildet, welche die Befestigungsstellen für die zweite Komponente ausbildet. Eine Form der Hochsicken sowie eine Anordnung der Hochsicken können dabei beliebig ausgebildet werden.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Baugruppe vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Leistungselektronikmodul.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Baugruppe 1 für ein Leistungselektronikmodul eines Kraftfahrzeugs.

Die Baugruppe 1 weist eine erste Komponente 2, beispielsweise einen Zwischenkreiskondensator, und eine zweite Komponente 3, beispielsweise eine Steuereinrichtung oder eine Sensoreinrichtung, auf. Die erste Komponente 2 weist ein Gehäuse 4 auf, in welchem zumindest ein elektrisches Bauelement 5, beispielsweise ein Folienkondensator, angeordnet ist. Das Gehäuse 4 ist, hier in zwei Schichten 6a, 6b, mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse 7 befüllt, welche eine, das zumindest eine elektrische Bauelement 5 bedeckende elektrisch isolierende Schicht 8 ausgebildet. Die zweite Komponente 3 weist eine Platine 9 sowie zumindest einen auf der Platine 9 angeordneten Signalpfad 10, welcher beispielsweise in eine integrierte Schaltung integriert sein kann, auf. Die erste und die zweite Komponente 2, 3 sind hier übereinandergestapelt und über ein Abschirmblech 11 mechanisch verbunden.

Das Abschirmblech 11 schützt die zweite Komponente 3 einerseits vor Störsignalen, beispielsweise einer elektromagnetischen Strahlung, der ersten Komponente 2 und trägt zudem die zweite Komponente 3. Das Abschirmblech 11 ist als ein Profilblech 12 ausgebildet. Eine Dicke des metallischen Profilblechs 12 liegt beispielsweise im Bereich von 0,4 mm bis 1 mm. Die Abschirmfunktion wird von dem Material des Abschirmblechs 11 übernommen, wobei das Abschirmblech 11 das zumindest eine erste Bauelement 5 insbesondere vollständig überdeckt. Die Abstützfunktion wird von einem erhabenen Bereich 13 des Profilblechs 12, welcher zumindest eine Hochsicke 14 aufweist, übernommen. Eine Oberseite 15 der Hochsicke 14 bildet dabei eine Auflagefläche für die Platine 9 aus, an welcher Klebepunkte zum Festkleben der Platine 9 an dem Abschirmblech 11 und damit zum mechanischen Verbinden der zweiten Komponente 3 mit dem Abschirmblech 11 angebracht sein können. Die Hochsicken 14 sind durch Umformen, insbesondere Tiefziehen, ausgebildet. Dadurch, dass die Platine 9 nur im Bereich der Hochsicken 14 an dem Profilblech 12 angeordnet ist, wird die freie Schwinglänge begrenzt und die Platine 9 kann in einem größeren Bereich verwendet werden.

Zum mechanischen Verbinden des Abschirmbleches 11 mit der ersten Komponente 2 ist ein abgesenkter Bereich 16, welcher zumindest eine Tiefsicke 17 aufweist, mechanisch mit der elektrisch isolierenden Schicht 8 verbunden. Hier ist die zumindest eine Tiefsicke 17 bereichsweise in der elektrisch isolierenden Schicht 8 angeordnet, beispielsweise indem die zumindest eine Tiefsicke 17 in die zweite Schicht 6a der Vergussmasse 7 miteingegossen ist. Zusätzlich kann das Profilblech 12 mechanisch und damit elektrisch mit dem metallischen Gehäuse 4, beispielsweise über Schrauben, verbunden sein. Da das Gehäuse 4 üblicherweise mit einem Bezugspotential, beispielsweise einem Massepotential, des Kraftfahrzeugs verbunden ist, ist auch das Profilblech 12 mit dem Bezugspotential verbunden. Da das Profilblech 12 durch die Klebeverbindung an der Platine 9 zusätzlich fixiert ist, kann die Anzahl an Schraubstellen geringgehalten werden. Des Weiteren ist es möglich, das Bezugspotential des Profilblechs 12 mit einem Masseanschluss der Platine 9 zu verbinden, beispielsweise mittels Durchsteckmontage und Verlöten der integrierten Schaltung mit der Platine 9. Dies ist besonders vorteilhaft, falls an der Stelle des Profilblechs 12 kein Zugang zu dem Metall-Gehäuse 4 möglich ist.