(57)【要約】      （修正有）【課題】電気装置に対して耐久性のある電気的絶縁ができるようにする。【解決手段】電気的構成要素を収容するキャビティ１１を備えるケーシング１０と、電気的構成要素に電気エネルギーを供給するために電気的構成要素に接続される、少なくとも２つの導電体は互いに重ねられて平行に延びる少なくとも２つの導電体と、を備える電気装置（容量性ケーシング１２）であって、電気装置は、電気的絶縁フィルムを備える。電気的絶縁フィルムは、折曲部Ｐの周囲で自身に折り重なる。折曲部Ｐの片側に配置される電気的絶縁フィルムの第１部Ｆ１は、第１の導電体の表面に対して至り、それを電気的に絶縁し、折曲部Ｐの他側に配置される電気的絶縁フィルムの第２部Ｆ２は、双方の導電体の間に挿入され、それらを互いに電気的に絶縁する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的構成要素を収容するキャビティ（１１）を備えるケーシング（１０）と、
前記電気的構成要素に電気エネルギーを供給するために前記電気的構成要素に接続される少なくとも２つの導電体（Ｃ１，Ｃ２）であって、双方の導電体（Ｃ１，Ｃ２）が互いに重ねられて平行に延びる、少なくとも２つの導電体（Ｃ１，Ｃ２）と、
を備える、電気装置であって、
前記装置は電気的絶縁フィルムを備え、
前記電気的絶縁フィルムは、折曲部（Ｐ）の周囲で自身に折り重なり、
前記折曲部（Ｐ）の片側に配置される前記電気的絶縁フィルムの第１部（Ｆ１）は、第１の導電体（Ｃ１）の表面に対して至り、それを電気的に絶縁し、
前記折曲部（Ｐ）の他側に配置される前記電気的絶縁フィルムの第２部（Ｆ２）は、双方の導電体（Ｃ１，Ｃ２）の間に挿入され、それらを互いに電気的に絶縁する、
ことを特徴とする、電気装置。
【請求項２】
前記絶縁フィルムの前記折曲部（Ｐ）は、各前記導電体（Ｃ１，Ｃ２）に対する自由なアクセスを可能にするよう構成される少なくとも１つの開口を備える、請求項１に記載の電気装置。
【請求項３】
前記絶縁フィルムの前記第１部（Ｆ１）および前記第２部（Ｆ２）は、それぞれ少なくとも１つの突起（Ｆ１０，Ｆ２０）を有し、
前記少なくとも１つの突起（Ｆ１０，Ｆ２０）は、前記ケーシング（１０）の前記キャビティ（１１）内に挿入され、前記ケーシング（１０）の前記キャビティ（１１）の充填材料内に埋め込まれるよう構成される、
請求項１または２に記載の電気装置。
【請求項４】
容量性ブロック（１２）を形成し、前記電気的構成要素は容量性コイルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気装置。
【請求項５】
前記絶縁フィルムの前記第１部（Ｆ１）は少なくとも１つの折曲部を有し、これによって第１の導電体（Ｃ１）の表面にフィットし、前記第１の導電体（Ｃ１）の前記表面に対して前記突起（Ｆ１０）および前記折曲部（Ｐ）を介してのみ保持される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気装置。
【請求項６】
前記第１部（Ｆ１）は、接着材料を介して第１の導電体（Ｃ１）の表面上に保持される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気装置。
【請求項７】
前記絶縁フィルムはプラスチックから構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気装置。
【請求項８】
ハウジング（１００）と、
前記ハウジング（１００）に収容される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気装置と
を備える電気機器（１）であって、
前記電気機器（１）において、前記電気的絶縁フィルム、とくに前記電気的絶縁フィルムの前記第１部（Ｆ１）は、
‐前記電気機器（１）の前記ハウジング（１００）の壁（Ｐ１）から、または、
‐前記電気機器（１）の前記ハウジング（１００）内に配置される前記電気機器（１）の他の構成要素から、
第１の導電体（Ｃ１）を電気的に絶縁するよう構成され、
前記電気的絶縁フィルム、とくに前記電気的絶縁フィルムの前記第２部（Ｆ２）は、各前記導電体（Ｃ１，Ｃ２）を互いに絶縁するよう構成される、
電気機器（１）。
【請求項９】
前記電気機器（１）は、車両に搭載されるよう構成され、
前記電気機器（１）は、
‐バッテリから前記車両を駆動するモータに電力を供給するよう構成されるパワーインバータを形成するか、または、
‐高電圧パワーバッテリと低電圧パワーバッテリとの間で電圧を変換するよう構成されるＤＣ−ＤＣコンバータを形成するか、または、
‐前記車両の外部の電源グリッドと、前記車両のバッテリとの間で電圧を変換するよう構成される充電器を形成する、
請求項８に記載の電気機器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良された電気的絶縁システムを有する電気装置と、そのような電気装置を備える電気機器（とくに電圧コンバータ、充電器またはパワーインバータ）に関する。
【０００２】
電気機器は、とくに、電気車両またはハイブリッド車両に合わせて形成される。
【０００３】
本発明の目的は、とくに、そのような電気装置に対して耐久性のある電気的絶縁ができるようにすることである。
【背景技術】
【０００４】
［従来技術］
公知のように、電気自動車またはハイブリッド自動車において、車両を駆動できるようにする電動機システムのための電気エネルギー供給機能は、高電圧パワーバッテリが提供している。より正確には、車両の車輪を駆動する電気機械を制御するために、高電圧パワーバッテリが提供する直流電流を、パワーインバータを用いて１つ以上の交流（たとえば正弦波）制御電流に変換できるようにすることが知られている。
【０００５】
さらに、充電のために、高電圧パワーバッテリはたとえば外部の電源グリッドに（とくに、オンボード充電器であって、とくに少なくとも１つのＤＣ−ＤＣ電圧コンバータを備えるものを介して）接続される。
【０００６】
インバータは、この機器専用のハウジングを備える。また、インバータは、パワーインバータのハウジングに挿入されるよう構成されるケーシングを備える容量性ブロックを備える。容量性ブロックは、ケーシング内に配置されるキャビティと、ケーシングのキャビティに挿入されるよう構成される平滑コンデンサとを備える。パワーバッテリが提供する直流電流は、容量性ブロックによって平滑化することができ、その後、交流制御電流に変換される。このように、このコンデンサは、直流電流の残留性外乱を除去可能とし、フィルタリングして交流制御電流に変換できるようにする。
【０００７】
また、容量性ブロックは、少なくとも２つの導電体（とくに、コンデンサの負端子に接続される導電体と、コンデンサの正端子に接続される導電体）を備える。各導電体は、たとえば折り曲げられた銅フォイルの形態である。これらの導電体により、コンデンサをシステムの他の部分に簡単に接続するために、コンデンサの負端子および正端子に簡単にアクセスできるようにすることが可能となる。
【０００８】
しかしながら、各導電体は、別個の平行な平面に沿ってではあるが、互いに近接して配置される。したがって、パワーインバータの最適な動作を阻害し得る短絡リスクを回避するために、各導電体の間に、また、各導電体とハウジングとの間に、絶縁を提供してこれらの要素を互いに絶縁しなければならない。
【０００９】
従来技術によれば、第１の解決策は、各導電体とハウジングとの間に配置される第１の絶縁フィルムと、各導電体の間に配置される第２の絶縁フィルムとを用いることである。この解決策によれば、第１および第２の絶縁フィルムは、とくに接着剤（グルー等）を用いて取り付けられることによって固定される。
【００１０】
しかしながら、いかなる接着材料の寿命も非常に限られており、いかなる種類の車両の寿命よりもはるかに短い。したがって、接着材料が経時的に劣化し、短絡の問題が発生する可能性がある。
【００１１】
したがって、電気機器の様々な要素（とくに容量性ブロック）の絶縁要素を取り付けるために、システムに対して効率的かつ耐久性のある解決策が必要である。
【００１２】
［本発明の開示］
より正確には、本発明の対象は、
電気的構成要素を収容するキャビティを備えるケーシングと、
前記電気的構成要素に電気エネルギーを供給するために前記電気的構成要素に接続される少なくとも２つの導電体であって、双方の導電体が互いに重ねられて平行に延びる、少なくとも２つの導電体と、
を備える、電気装置であって、
前記装置は電気的絶縁フィルムを備え、
前記電気的絶縁フィルムは、折曲部の周囲で自身に折り重なり、
前記折曲部の片側に配置される前記電気的絶縁フィルムの第１部は、第１の導電体の表面に対して配置され、それを電気的に絶縁し、
前記折曲部の他側に配置される第２部は、双方の導電体の間に挿入され、それらを互いに電気的に絶縁する、
ことを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記電気装置の前記絶縁フィルムの前記折曲部は、各前記導電体に対する自由なアクセスを可能にするよう構成される少なくとも１つの開口を備える。
【００１４】
有利には、前記電気装置の前記絶縁フィルムの前記第１部および前記第２部は、それぞれ少なくとも１つの突起を有し、
前記少なくとも１つの突起は、前記ケーシングの前記キャビティ内に挿入され、前記ケーシングの前記キャビティの充填材料内に埋め込まれるよう構成される。
【００１５】
有利には、前記電気装置は容量性ブロックを形成し、前記電気的構成要素は容量性コイルである。
【００１６】
好ましくは、一実施形態によれば、前記電気装置の前記絶縁フィルムの前記第１部は少なくとも１つの折曲部を有し、これによって第１の導電体の表面にフィットし、前記第１の導電体の前記表面に対して前記突起および前記折曲部を介してのみ保持される。
【００１７】
好ましくは、別の実施形態によれば、前記電気装置の前記第１部は、接着材料を介して第１の導電体の表面上に保持される。
【００１８】
有利には、前記絶縁フィルムはプラスチックから構成される。
【００１９】
また、本発明は、
ハウジングと、
前記ハウジングに収容される、先行する請求項のいずれか一項に記載の電気装置と
を備える電気機器であって、
前記電気機器において、前記電気的絶縁フィルム、とくに前記電気的絶縁フィルムの前記第１部は、
‐前記電気機器の前記ハウジングの壁から、または、
‐前記電気機器の前記ハウジング内に配置される前記電気機器の他の構成要素から、
第１の導電体を電気的に絶縁するよう構成され、
前記電気的絶縁フィルム、とくに前記電気的絶縁フィルムの前記第２部は、各前記導電体を互いに絶縁するよう構成される、
電気機器にも関する。
【００２０】
好ましくは、
前記電気機器は、車両に搭載されるよう構成され、
前記電気機器は、
‐バッテリから前記車両を駆動するモータに電力を供給するよう構成されるパワーインバータを形成するか、または、
‐高電圧パワーバッテリと低電圧パワーバッテリとの間で電圧を変換するよう構成されるＤＣ−ＤＣコンバータを形成するか、または、
‐前記車両の外部の電源グリッドと、前記車両のバッテリとの間で電圧を変換するよう構成される充電器を形成する。
【００２１】
本発明は、非限定的な例として与えられる添付図面を参照して、単なる例示として与えられる以下の説明を読むことによって、よりよく理解される。添付図面において、同一の参照符号は同様の対象物に対して与えられる。
【００２２】
本発明を説明する各図は、本発明を実施するために本発明をさらに詳細に示しているが、当然ながら、各図は必要に応じて本発明をよりよく定義するために用いることができるということに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】容量性ブロックの概略を示す図。
【図２】図１に示す容量性ブロックの導電体の概略を示す図。
【図３】図１による容量性ブロックのケーシングと、本発明による絶縁フィルムとの概略を表す図。
【図４】図１に示す容量性ブロックの導電体と、本発明による絶縁フィルムとの概略を示す図。
【図５】本発明による絶縁フィルムのみを表す図。
【図６】本発明による電気機器を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の記述では、本発明を、とくに、電気自動車またはハイブリッド自動車のために構成される電気機器（パワーインバータ等）のコンテキストにおいて説明するが、これは本発明の範囲を限定するものではない。
【００２５】
実際に、電気自動車またはハイブリッド自動車において、高電圧パワーバッテリが、とくにパワーインバータ（高電圧パワーバッテリが提供する直流電流を、１つ以上の交流（たとえば正弦波）制御電流に変換できるようにするもの）を介して、電動機システムの電気エネルギー供給機能を提供し、車両を駆動できるようにする。
【００２６】
図１を参照して、電気機器は、専用のハウジングを備える。本例では、電気機器はパワーインバータである。インバータは、ハウジングに挿入されるように構成されるケーシング１０を備える容量性ブロック１２を備える。また、容量性ブロック１２はキャビティ１１（ケーシング１０内に配置され、とくにケーシング１０によって画定される）を備える。さらに、容量性ブロック１２は、ケーシング１０のキャビティ１１に挿入されるよう構成される容量性要素１２１，１２２を備える。容量性ブロック１２により、パワーバッテリが提供する直流電流を平滑化した後に交流制御電流に変換できるようになる。正端子および負端子を備える容量性ブロック１２は、これによって、直流電流の残留性外乱を除去できるようにし、フィルタリングして、（とくにここに表されない電子的スイッチによって）交流制御電流に変換できるようにする。容量性要素１２１，１２２は、たとえばケミカルコンデンサまたはフィルムコンデンサまたは他の任意の種類の容量性要素である。
【００２７】
図１および図２を参照すると、容量性ブロック１２はまた、別個の平行な平面に沿って互いに近接して配置される、少なくとも２つの導電体Ｃ１，Ｃ２を備える。とくに、導電体Ｃ１，Ｃ２は互いに重ねられる。第１の導電体Ｃ１は、容量性ブロック１２の容量性要素１２１，１２２それぞれの負端子に接続される。第２の導電体Ｃ２は、容量性ブロック１２の容量性要素１２１，１２２それぞれの正端子に接続される。このようにするために、容量性ブロック１２は第１の溶接部Ｓ１を備えてもよく、これによって、第１の導電体Ｃ１と、容量性要素１２１，１２２それぞれの負端子とが接続可能となる。図１では、第１の導電体Ｃ１はたとえば第１の容量性要素１２１の表面に溶接される。第１の導電体Ｃ１の一部は、容量性要素１２１，１２２の間を通過して延び、第２の容量性要素１２２の反対側の表面に接続する。同様に、容量性ブロック１２は、第２の溶接部Ｓ２を備えてもよく、これによって、第２の導電体Ｃ２と、容量性要素１２１，１２２それぞれの正端子とが接続可能となる。図１では、第２の導電体Ｃ２はたとえば第２の容量性要素１２２の表面に溶接される。第２の導電体Ｃ２の一部は、容量性要素１２１，１２２の間を通過して延び、第１の容量性要素１２１の反対側の表面に接続する。
【００２８】
加えて、導電体Ｃ１，Ｃ２は、電気機器の前記ハウジングの壁Ｐ１の近傍に配置されるか、または、電気機器の前記ハウジング内に配置され得る他の構成要素の近傍に配置される。たとえば、図６に示すように、電気機器１（本例ではパワーインバータ）は、とくに、冷却回路１４によって隔てられる容量性ブロック１２および電子的パワーモジュール１３を備える。さらに、第１の導電体Ｃ１は、ハウジング１００の壁Ｐ１の近傍にある。この壁Ｐ１は、とくに、電気機器１の構成要素（とくに容量性ブロック１２）を冷却するよう構成される冷却回路１４の表面に含まれる。
【００２９】
図２を参照すると、導電体Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ少なくとも１つの接続端子Ｃ１０，Ｃ２０を備え、これによって、容量性ブロック１２の負端子および正端子が、（とくに、電動機システムに電気エネルギーを供給するために）システムの他の部分に接続できるようになる。たとえば、導電体Ｃ１，Ｃ２の接続端子Ｃ１０，Ｃ２０は、電子的パワーモジュール１３の各端子に接続される。
【００３０】
接続端子Ｃ１０，Ｃ２０は、たとえば導電体Ｃ１，Ｃ２の一部を表してもよい。電気エネルギーを他の構成要素に供給するために、これらの部分は、たとえば１つ以上のポートで貫通され、このポートにコネクタが螺合する。これらの部分は、他の手段によって（たとえば溶接を介して）コネクタに接続されてもよい。
【００３１】
図３および図４を参照すると、導電体Ｃ１，Ｃ２をハウジング１００から電気的に絶縁するために、また、導電体Ｃ１，Ｃ２を互いに電気的に絶縁するために、したがって短絡を回避するために、容量性ブロック１２はまた、絶縁フィルムを備える。この絶縁フィルムは、自身に折り重なるフィルムを表す。「第１部分Ｆ１」および「第２部分Ｆ２」は、折曲部Ｐの両側に配置された絶縁フィルムの各部分を表す。
【００３２】
図３および図４を参照して説明される実施形態の形において、第１部Ｆ１は、少なくとも２つの導電体Ｃ１，Ｃ２のうちハウジング１００に最も近い導電体に対して配置されるよう構成され、これによって、その導電体をハウジング１００の他の部分から電気的に絶縁する。実施形態の、この説明される形によれば、第１部Ｆ１は第１の導電体Ｃ１の壁に対して配置される。
【００３３】
第１部Ｆ１は、第１の導電体Ｃ１の表面に対して、（とくにグルー等の接着材料を用いて）保持し、取り付けることができる。
【００３４】
しかしながら、第１の導電体Ｃ１の表面に対して絶縁フィルムの第１部Ｆ１を保持するための接着材料は、省略してもよい。この省略は、とくに、絶縁フィルムが十分に剛性であり、第１の導電体Ｃ１に搭載する前に折り曲げて、第１の導電体Ｃ１に搭載された後にその形状を維持することができる場合に行われる。したがって、接着材料の寿命は、容量性ブロック１２のサービス寿命に影響しない。
【００３５】
第１部Ｆ１において、ケーシング１０のキャビティ１１に向かう端部は、少なくとも１つの突起Ｆ１０を備える。この突起Ｆ１０は、第１部Ｆ１から突出する部分を表す。この突起Ｆ１０は、ケーシング１０のキャビティ１１の充填材料内に埋め込み取り付けるために、ケーシング１０のキャビティ１１内へと延びるよう構成される。
【００３６】
加えて、第１部Ｆ１の位置が与えられると、第２部Ｆ２は、導電体Ｃ１，Ｃ２の間に挿入されるよう構成される。言い換えると、第２部Ｆ２は、容量性ブロック１２の導電体Ｃ１，Ｃ２双方の間に挟持されることによって保持される。この第２部Ｆ２は、導電体Ｃ１，Ｃ２を互いに絶縁し、これらの間の短絡を回避するように構成される。
【００３７】
第２部Ｆ２において、ケーシング１０のキャビティ１１に向かう端部は、少なくとも１つの突起Ｆ２０を備える。この突起Ｆ２０は、第２部Ｆ２から突出する部分を表す。この突起Ｆ２０は、ケーシング１０のキャビティ１１の充填材料内に埋め込み取り付けるために、ケーシング１０のキャビティ１１内へと延びるよう構成される。
【００３８】
絶縁フィルムの折曲部Ｐは、接続端子Ｃ１０，Ｃ２０に対する自由なアクセスを可能にするよう構成され、このアクセスによって、とくに電気エネルギーを電動機システムに提供するために、接続端子Ｃ１０，Ｃ２０がシステムの他の部分に容易に接続できるようになる。たとえば、図４を参照すると、折曲部Ｐは、接続端子Ｃ１０，Ｃ２０に対するアクセスを可能にする少なくとも１つのポートを備える。
【００３９】
絶縁フィルムは、とくに、プラスチック材料から構成される。
【００４０】
とくに、前記充填材料は、ケーシング１０のキャビティ１１を充填する際には流体であり、重合工程の後には固体になる。とくに、充填材料は重合可能な物質（たとえば重合可能な樹脂等であり、とくにエポキシ樹脂）である。
【００４１】
このように、片側では充填材料内に延びる突起Ｆ１０，Ｆ２０によって、他側では折曲部Ｐによって、絶縁フィルムの取り付けおよび保持が提供される。
【００４２】
図５を参照すると、第１表面Ｆ１と、第２表面Ｆ２と、それぞれの突起Ｆ１０，Ｆ２０とを備える絶縁フィルムのみが示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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