(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる高さの容量素子のケーシング内への組み立てを容易にする方法を提供する。【解決手段】電装品１００において、容量素子１２は、ケーシング１１の底部においてスタッド上に配設される代わりに、ケーシング１１の上部に当接する。充填材１６は、容量素子１２を確実に保持する。さらに、充填材１６は、容量素子１２を電気的に絶縁し、容量素子１２を密封する。電装品１００は、容量性ブロックを形成する電気アセンブリ１と、シャーシに組み込むことができ、冷却ブロック３０を構成する冷却回路２０との間に、制御された厚さを有する熱インターフェース４０を有する。熱インターフェース４０は、高い熱伝導性を示す可撓性材料からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量素子（１２）と、前記容量素子（１２）に固定された少なくとも１つの電気コネクタ（１３）と、底部、側壁及び前記容量素子（１２）が挿入される開口を有するケーシング（１１）ケーシングと、を備え、前記ケーシング（１１）は、前記開口側に少なくとも１つの肩部（１４）を備え、前記肩部（１４）は、前記少なくとも１つの電気コネクタ（１３）に当接して受け入れるように構成されたストッパを形成し、前記容量素子（１２）を支持する、電気アセンブリ（１）、特に容量性ブロック。
【請求項２】
前記容量素子（１２）が前記ケーシング（１１）の充填材（１６）に埋め込まれ、前記ケーシング（１１）内に前記容量素子（１２）が取り付けられる、請求項１に記載の電気アセンブリ（１）。
【請求項３】
前記肩部（１４）は、前記ケーシング（１１）と一体の縦突起を形成するリブであり、前記リブは、前記開口から引っ込んだ位置に端部を有し、前記少なくとも１つの電気コネクタ（１３）に当接して受け入れるように構成された前記ストッパを形成する、請求項１又は２記載の電気アセンブリ（１）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電気コネクタが、前記肩部と前記開口との間の距離より小さい厚さを有する、請求項１〜３いずれか１項記載の電気アセンブリ（１）。
【請求項５】
前記ケーシング（１１）が、前記容量素子（１２）の全体を収容できるキャビティを有する、請求項１〜４いずれか１項記載の電気アセンブリ（１）。
【請求項６】
冷却回路（２０）及び請求項１〜５いずれか１項記載の電気アセンブリを備える電装品であって、前記電気アセンブリが、特に前記ケーシング（１１）の前記開口（Ｏ）を通して、前記電装品の前記冷却回路（２０）に取り付けられる、電装品。
【請求項７】
前記電装品は、車両に搭載されるように構成され、バッテリから、前記車両を駆動する電気モータに電力を供給するように構成されたパワーインバータ、又は、高電圧バッテリと低電圧バッテリとの間の電圧を変換するように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ、又は、前記車両の外部の電力系統と前記車両のバッテリとの間の電圧を変換するように構成された充電器を形成する、請求項６記載の電装品。
【請求項８】
前記容量素子（１２）の少なくとも１つの端子に少なくとも１つの電気コネクタ（１３）を取り付けるステップと、
前記コネクタ（１３）が前記肩部（１４）に当接するように、前記コネクタ（１３）に取り付けられた前記容量素子（１２）を前記ケーシング（１１）内に配置するステップと、
前記ケーシング（１１）に流体充填材を充填して、前記容量素子（１２）及び前記ケーシング（１１）の間の空間の少なくとも一部又は全体を満たすステップと、
特に加熱により前記充填材を硬化して、前記ケーシング（１１）に前記容量素子（１２）を取り付けるステップと、を含む、請求項１〜５記載のアセンブリ（１）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、容量素子及びケーシングを備える電気アセンブリに関し、具体的には容量性ブロックを対象とする。
【０００２】
本発明は、特に、このような電気アセンブリ、具体的には容量性ブロックの製造寸法の制御の改善を目的とする。
【０００３】
本発明の１つの利点は、具体的には車両用の電気モータシステムの分野において、パワーインバータなどの電装品への、このような電気アセンブリの組み立てを容易にすることである。
【０００４】
本発明は、具体的には、そのような電装品の大量生産に適合した組み立てを可能にすることを目的とする。
【背景技術】
【０００５】
公知のように、ハイブリッド又は電気自動車において、高電圧パワーバッテリは、車両の運転を可能にする電気モータリゼーションシステムに電力を供給する機能を有する。充電のために、例えば、高電圧パワーバッテリは、特に、少なくとも１つのＤＣ−ＤＣ電圧コンバータを備える充電器を介して、外部電力系統に接続される。
【０００６】
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から供給される電流を、１以上の交流、例えば正弦波制御電流に変換可能なパワーインバータを用いることが知られている。
【０００７】
パワーインバータは、パワーバッテリから提供される電流を、交流制御電流に変換される前に平滑化可能にする容量性ブロックを備える。容量性ブロックは、特に電流の平滑化を確実にするために、容量素子が挿入されるキャビティ（cavity）を備えるケーシングを備える。したがって、この容量素子は、電流の残留外乱の除去を可能にし、この電流を交流制御電流に変換することができる。容量性ブロックにおいて、容量素子は、ケーシング内で充填材、特に樹脂の中に埋め込まれ、容量素子の密封及び電気的絶縁を実現する。容量性ブロックは、また、容量素子と他の電気機器との電気的接続を可能にするための少なくとも１つの出力電気コネクタを有する。少なくとも１つの電気コネクタは、特に、容量素子に溶接される。電気コネクタは、リードシャーシとも呼ばれる導電体に対応する。このような電気コネクタは、例えば、専用の電気接続バーを介して容量素子と他の電気機器との電気的接続を実現するために、折りたたまれる。
【０００８】
パワーインバータは、バッテリから提供された電流の、電気機械に注入される交流制御電流への変換を実行するように構成された電力モジュールをさらに備える。
【０００９】
公知のように、電装品において、容量素子は、ケーシング内に配置することができ、容量素子を保持して水分から保護する機能を主に有する充填材内に埋め込むことができる。このような充填材は、一般に樹脂の形態である。
【００１０】
このような容量素子を備える電装品は、冷却して、容量素子から放出される熱を発散しなければならない。そのためには、電装品は冷却回路に対向して配置される。
【００１１】
実際には、従来技術を表す図１を参照すると、このような電気機器２００において、容量素子１１２は、底部、側壁、及び、容量素子１１２がケーシング１１１に挿入される開口を有するケーシング１１１内に配置される。ケーシング１１１には、ケーシング１１１の底部に設けられたスタッド１１７が取り付けられている。容量素子１１２は、これらのスタッド１１７上に配設される。反対側には、容量素子１１２の電気コネクタ１１３が容量素子１１２に溶接される。容量素子１１２は、ケーシング１１１の充填材１１６、特に、容量素子を密封して電気的絶縁を実現する樹脂に埋め込まれ、充填材１１６は「ポッティング（potting）」とも呼ばれる。
【００１２】
ケーシング１１１及び電気コネクタ１１３が取り付けられる容量素子１１２から形成されるこのアセンブリ１０１は、開口に対応する側を介して、例えば、アセンブリ１０１を包含する電装品２００のシャーシ１２０に組み込まれた冷却回路１３０に対向して配置される。そのためには、電気アセンブリ１０１は、適合手段１１５によりシャーシ１２０に取り付けられる。
【００１３】
したがって、従来の組み立てプロセスに関して、容量性ブロックを形成するサブアセンブリ１０１は、例えばメインシャーシ、具体的には、車両電気モータにエネルギーを与えるパワーインバータのシャーシにねじ止めされる。
【００１４】
公知のように、熱インターフェース１４０は、容量素子１１２及び電気コネクタ１１３と、冷却回路１３０との間に設けられる。このような熱インターフェース１４０は、特に熱伝導率が高い材料からなる。その機能は、容量素子１１２の電気コネクタ１１３からの冷却回路１３０に向かう熱の熱放散を改善することである。熱インターフェース１４０は、実際には冷却回路１３０に接触して配置される放熱器である。また、公知のように、熱インターフェース１４０の厚さは、動作の間に放散される熱量に特に関連する所定の寸法要件により決定される。
【００１５】
しかしながら、図１に関して、従来技術は、アセンブリを形成する各部品の異なる製造公差に特に起因して、上述の組み立てプロセスに本質的に関連する、ケーシング１１１及び容量素子１１２を備えるアセンブリ１０１の上部のレベルを完全に制御することはできない。より具体的には、容量素子１１２の高さに関するばらつきが大きい。
【００１６】
しかし、当該技術分野において知られているように、熱インターフェース１４０の高さは、電気アセンブリの他の素子、具体的には容量性ブロックの寸法によって決定される。容量素子１１２の高さに加えて、ケーシング１１１の高さ、容量素子１１２が配設されるスタッド１１７の高さは、特に影響を与える。
【００１７】
これらの素子のそれぞれに固有の製造誤差とともに、実際には、１．６ｍｍ以内の、潜在的に変動が大きい熱インターフェースの厚さが得られる。特に、熱インターフェース１４０が非常に薄い場合、換言すれば非常に圧縮されている場合、穿孔されて電気アセンブリ１０１のシール損失（sealing loss）を誘発しうるので、熱インターフェース１４０の厚さにより引き起こされるこのばらつきＥ２は大きな欠点である。同様に、熱インターフェース１４０の厚さが非常に厚い場合、熱放散機能が良くなくなる。
【００１８】
しかし、従来技術において、熱インターフェース１４０の厚さのばらつきＥ２のほとんどは、容量性ブロック、又は、換言すれば、ケーシング１１１とケーシング１１１内に配置される容量素子１１２とからなる電気アセンブリ１０１の高さに因るものである。具体的には、容量素子１１２の高さには、製造公差に因る大きなばらつきがあり、特に熱インターフェースの高さ及び厚さに大きな不定性をもたらす。したがって、同一モデルに対応する同じタイプの２つの容量素子は、典型的には１ｍｍ以内の異なる高さを有しうる。
【００１９】
したがって、製造寸法に関するいくらかの柔軟性を維持し、かつ最小サイズを保ちつつ、電気アセンブリの高さが制御され、ケーシングの開口側の容量素子の上部が到達するレベルが制御されるように構成された、ケーシング内に配置される容量素子を備える電気アセンブリのニーズがある。
【００２０】
このニーズを満たすことにより、特に、容量素子及びその電気コネクタと、アセンブリが対向して配置されるシャーシの冷却回路との間に実装される熱インターフェースの厚さもまた、制御される。
【００２１】
そのためには、電気コネクタを備える容量素子が内部に配置されるケーシングから構成される電気アセンブリが提供される。本発明によれば、ケーシングは、開口側に配置された肩部を備え、肩部は、容量素子の少なくとも１つの電気コネクタに当接して受け入れる。
【発明の概要】
【００２２】
より正確には、本発明の目的は、容量素子と、容量素子に固定された少なくとも１つの電気コネクタと、底部、側壁及び容量素子が挿入される開口を有するケーシングと、を備える電気アセンブリ、具体的には容量性ブロックであり、ケーシングは、開口側に少なくとも１つの肩部を備え、肩部は、少なくとも１つの電気コネクタに当接して受け入れるように構成されたストッパ（stop）を形成し、容量素子を支持する。
【００２３】
容量素子がケーシングの充填材に埋め込まれ、ケーシング内に容量素子が取り付けられることが有利である。
【００２４】
一実施形態によれば、肩部は、ケーシングと一体の縦突起を形成するリブ（ribs）であり、リブは、開口から引っ込んだ位置に端部を有し、少なくとも１つの電気コネクタに当接して受け入れるように構成されたストッパを形成する。
【００２５】
一実施形態によれば、少なくとも１つの電気コネクタは、肩部と開口との間の距離より小さい厚さを有する。
【００２６】
一実施形態によれば、ケーシングは、容量素子の全体を収容できるキャビティ（cavity）を備える。
【００２７】
本発明は、また、冷却回路及び簡単に上述したような電気アセンブリを備える電装品に関し、電気アセンブリは、特にケーシングの開口を通して、電装品の冷却回路に取り付けられる。
【００２８】
一実施形態によれば、電装品は、車両に搭載されるように構成され、バッテリから、車両を駆動する電気モータに（電力を）供給するように構成されたパワーインバータ、又は、高電圧バッテリと低電圧バッテリとの間の電圧を変換するように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ、又は、車両の外部の電力系統と車両のバッテリとの間の電圧を変換するように構成された充電器を形成する。
【００２９】
本発明は、また、簡単に上述したアセンブリの製造方法に関し、製造方法は、
−容量素子の少なくとも１つの端子に少なくとも１つの電気コネクタを取り付けるステップと、
−コネクタが肩部に当接するように、コネクタに取り付けられた容量素子をケーシング内に配置するステップと、
−ケーシングに流体充填材を充填して、容量素子及びケーシングの間の空間の少なくとも一部又は全体を満たすステップと、
−特に加熱により充填材を硬化して、ケーシングに容量素子を取り付けるステップと、を含む。
【００３０】
少なくとも１つの電気コネクタは、ケーシングの開口側で容量素子に溶接されることが有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明は、非限定的な例として与えられた添付の図面を参照して以下の説明を読むことによってより理解され、図面中の同一の符号が同様の対象に付されている。
【図１】（既に説明されている）ケーシング及び容量素子を有するアセンブリと、アセンブリと冷却回路を備えるシャーシとの間に設けられる電気的インターフェースを有する電気アセンブリを備える装置の図である。
【図２】本発明の一実施例に係る対応する電気アセンブリの図である。
【図３】本発明の一実施例に係る電気アセンブリのケーシングの斜視図を示す。
【図４】本発明の一実施例に係る電気アセンブリの斜視図を示す。
【００３２】
図面は、本発明を実施するために本発明を更に詳細に示しており、もちろん、必要に応じて本発明をよりよく定義するために使用できることに注意すべきである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の説明において、本発明の範囲を限定することなく、本発明は、容量性ブロック、又は、少なくとも、特に車両用、具体的には電気若しくはハイブリッド自動車の電装品に関連して、ケーシング内に設けられた容量素子を備える電装品での実施について主に説明される。
【００３４】
本発明は、また、少なくとも部分的に容量素子を包囲するケーシングを備える電装品に関する。特定の用途は上述したような容量性ブロックに関し、この用途は限定とはみなされない。
【００３５】
容量性ブロックは、また、少なくとも２つのコネクタ、具体的には容量素子の陰端子に対応するコネクタと容量素子の陽端子に対応するコネクタとを備える。したがって、これらのコネクタは、容量素子をシステムの残りの部分に接続するために、キャパシタの陰陽端子へのアクセスを可能にする。
【００３６】
ＤＣ−ＤＣ電圧コンバータ若しくは充電器のような、特に電気又はハイブリッド自動車用のその他の電装品もまた、そのようなタイプの容量性ブロックを有することができる。
【００３７】
図１は、２次元断面の概略側面図に先行技術の電装品２００を示している。電装品２００については、既に説明されている。
【００３８】
図２を参照すると、容量素子１２は、ケーシング１１の底部においてスタッド上に配設される代わりに、ケーシング１１の上部に当接する。充填材１６は、容量素子１２を確実に保持する。さらに、充填材１６は、容量素子１２を電気的に絶縁し、容量素子１２を密封することができる。このように、電装品１００は、容量性ブロックを形成する電気アセンブリ１と、シャーシに組み込むことができ、冷却ブロック３０を構成する冷却回路２０との間に、制御された厚さを有する熱インターフェース４０を有する。熱インターフェース４０は、特に、例えばgap pad（登録商標）タイプの、高い熱伝導性を示す可撓性材料からなる。代替的に、熱インターフェース４０は、放熱グリスから構成されていてもよい。
【００３９】
本発明の一実施例によれば、なお図２を参照すると、ストッパは、コイル１２の「上部」、すなわちケーシング１１の開口側で容量素子１２に溶接される少なくとも１つの電気コネクタ１３と、ケーシング１１の「上部」、すなわちケーシング１１の開口Ｏ側に設けられる少なくとも１つの肩部１４と、に接続されるように形成される。
【００４０】
特に少なくとも容量素子１２の電気コネクタ１３と冷却回路２０との間の熱インターフェースの高さに影響する、製造に関連する寸法公差は、したがって、少なくとも１つのコネクタ１３の厚さ及び肩部１４の高さ、すなわち肩部１４と開口Ｏとの距離のみに依存する。
【００４１】
ストッパは、ケーシング１１の上部に設けられ、ケーシング１１はまた、内部に容量素子１２全体が収容されるケーシング１１とすることもできる。
【００４２】
少なくとも１つの肩部１４上へのコネクタ１３の当接によって、容量素子１２は、先行技術の場合のようにケーシング１１の底部によってではなく、少なくとも１つの肩部１４により支持される。容量素子１２の下端部、すなわちケーシング１１の開口Ｏの反対側と、ケーシング１１の底部との間に空間が残っている。したがって、この空間は、容量素子１２の高さに関する不定性に対応することができ、これにより、基準公称高さに関する容量素子１２の高さのばらつきにかかわらず、容量性ブロック１２の上部を同一のレベルに維持することができる。
【００４３】
一実施形態によれば、ケーシングは、例えばアルミニウムなどの伝導性材料からなる。この場合、電気的絶縁シートが追加的に、容量素子１２及びそれが備える電気コネクタ１３と、ケーシングとの間に配置される。それによって、例えば、電気アセンブリは、パワーインバータなどの電装品の一部であり、ケーシングはパワーインバータのカバーである。
【００４４】
一実施形態によれば、ケーシング１１はプラスチック製であり、追加の電気的絶縁シートを設ける必要がない。
【００４５】
図３及び４には、それぞれ、本発明の一実施例に係る電気アセンブリのケーシング１１及びそのような電気アセンブリ１が示されており、ケーシング１１内には容量素子１２が収容され、容量素子１２の上部、すなわちケーシング１１の開口側には、ケーシング１１の上部に設けられた肩部１４に配設された少なくとも１つの電気コネクタ１３が溶接されている。
【００４６】
図に示されるように、本発明によれば、機械部品の等しい製造公差（manufacturing iso-tolerance）によって、熱インターフェース４０の厚さにより潜在的に決定されるばらつきＥ１は、従来技術を表す図１の場合の±１．６ｍｍに対して、±０．５ｍｍに減少する。
【００４７】
図３及び４に表されるように、肩部１４は、例えばケーシング１１内で縦突起を形成するリブである。容量素子１２は、ケーシング１１のキャビティ内に挿入されるように設けられる。容量素子１２に溶接される電気コネクタ１３は、肩部１４に当接するように配設される。具体的には、容量素子１２は、その後、ケーシング１１の使用可能な容量全体を占める充填材、特に樹脂中に埋め込まれる。硬化により、充填材は、ケーシング１１内の所定の位置に容量素子１２を保持する。一実施形態によれば、充填材は、容量素子の全体を包囲せず、容量素子を確実に保持するのに十分なように一部のみを覆う。
【００４８】
このように構成された電気アセンブリ１は、その後、例えば冷却回路に対向して配置することができる。具体的には、図２を参照すると、電気アセンブリ１は、冷却回路２０を備えるシャーシに対向して配置されるように構成されている。熱放散を改善する機能を有する熱インターフェース４０は、特に、容量素子１２の電気コネクタ１３と冷却回路２０との間に介在する。
【００４９】
電気アセンブリ１は、適合手段１５によって冷却回路２０に取り付けられるように設けられるので、電気アセンブリ１及び冷却回路２０が互いに平面−平面式で（plane-plane type）接触し、熱インターフェース４０の厚さが応力を受ける。しかしながら、本発明によれば、従来技術に対して、改善された精度で熱インターフェース４０の厚さが制御され、熱インターフェース４０の厚さは、肩部１４の高さと容量素子１２の電気コネクタ１３の厚さに関する製造公差によってのみ影響を受ける。
【００５０】
特に、容量素子１２の高さに関する製造公差の不定性は、もはや、熱インターフェース４０の厚さに影響しない。さらに、ケーシング１１の底部には、容量素子１２を受け入れるためのスタッドは不要である。
【００５１】
一実施形態によれば、電気アセンブリは、特に、シャーシのカバー上に、当該カバー上に設けられたガイドスタッド（guide studs）を用いて設けることができ、カバーとともにアセンブリを形成でき、その後、特に冷却回路を備えるシャーシに組み立てることができる。この場合、カバーは、電気アセンブリの「ケーシング」に対応し、容量素子を部分的に又は全体的に包囲する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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