具有电路板的电机的制作方法

1.本发明涉及一种具有电路板的电机。


背景技术：

2.众所周知，电机会产生热损耗，并由此会出现高温。
3.作为最接近的现有技术，由de 10 2006 043 194 a1已知一种电助力转向装置。
4.由de 10 2018 100 139 a1已知一种用于制造多层电路板的方法。
5.由us 2013/0 301 229 a1已知一种控制单元。
6.由de 10 2011 056 365 a1已知一种驱动单元。
7.由us 2010/0 314 192 a1已知一种车辆控制器。
8.由wo 2009/069 103 a2已知一种用于电机的制造方法。
9.由de 10 2013 006 539 a1已知一种具有冷却结构的电气设备。


技术实现要素：

10.因此本发明的目的是，改进具有集成的电子器件的电机。
11.根据本发明，所述目的通过根据在权利要求1中给出的特征的电机来实现。
12.在具有电路板的电机方面本发明的重要特征是，第一电路板具有带有导体道路/导体迹线的多个层，
13.其中，这些层通过第一覆层彼此间隔开，该第一覆层由绝缘材料、特别是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料构成，
14.其中，在所述层中的两个层之间布置有绝缘覆层。
15.在此优点是，能够实现简单的制造，但该制造产生了用作在第一电路板的两侧之间起作用的热屏障的绝缘覆层。
16.在一有利的设计方案中，绝缘覆层具有比第一覆层大的覆层厚度。在此优点是，能实现强热阻效应。
17.在一有利的设计方案中，绝缘覆层由与第一覆层相同的材料制成，特别是使得第一电路板被构造为多层电路板，该第一电路板的各个层不均匀地、特别是没有规律地彼此间隔开，
18.特别是其中，该材料是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料。在此优点是，能够实现简单的制造。
19.在一有利的设计方案中，绝缘覆层由与第一覆层不同的材料制成，
20.特别是其中，绝缘覆层的材料是塑料，该塑料特别是具有封闭的气泡、特别是气体体积。在此优点是，绝缘覆层能由比第一电路板的布置在层之间的其他材料导热性更差的材料来使用。
21.在一有利的设计方案中，电机具有：定子壳体，在该定子壳体中接纳有电机的定子绕组；盖件；以及保持环，该保持环布置在盖件与定子壳体之间并且在该保持环中接纳有第
一电路板。在此优点是，用于电子器件、特别是用于逆变器的空间区域能以集成方式布置在电机中。
22.在一有利的设计方案中，第一电路板和第二电路板布置在电机的空间区域中，该空间区域由定子壳体、保持环和盖件界定、特别是包围。在此优点是，电子器件以受保护的方式布置在空间区域中。
23.在一有利的设计方案中，第一电路板和第二电路板相互平行并且彼此间隔开，
24.特别是其中，电机的以可转动的方式支承的转子轴的转动轴线平行于第一电路板的法线方向。在此优点是，能维持电绝缘距离，并且在第二电路板之间布置有气隙。空间区域被充满空气并因此能进行空气循环。
25.在一有利的设计方案中，第二电路板布置在第一电路板的背离定子壳体的一侧上。在此优点是，使第二电路板能暴露于比功率模块和/或电机的定子绕组低的温度。
26.在一有利的设计方案中，第一电路板布置在定子壳体部件与第二电路板之间。在此优点是，第一电路板在朝向定子壳体部件的一侧上具有功率电子器件并且在背离定子壳体部件的一侧上具有信号电子器件，该信号电子器件产生用于功率模块的可控制的半导体开关的驱控信号。信号电子器件也能布置在第二电路板上。
27.在一有利的设计方案中，在第一电路板的朝向定子壳体部件的一侧上装配有以导热方式与定子壳体部件连接的功率模块。在此优点是，热可以与由定子绕组产生的热损耗一起散发到环境中。
28.在一有利的设计方案中，功率模块、以及特别是在第一电路板的朝向定子壳体部件的一侧上装配在第一电路板上的结构元件能在高达第一温度的情况下运行，特别地，第一温度是对于功率模块允许的最高运行温度，
29.其中，在第一电路板的背离定子壳体部件的一侧上装配在第一电路板上的结构元件和装配在第二电路板上的结构元件能在高达第二温度的情况下运行，特别地，第二温度是对于所述结构元件允许的最高运行温度，
30.其中，第二温度比第一温度低，特别是至少低10℃以上。在此优点是，信号电子器件能在较低的温度水平下运行，并且能单独散热到环境中。
31.在一有利的设计方案中，第二电路板接纳在盖件中。在此优点是，盖件以能预先完成的方式与第二电路板连接，然后能与连带第一电路板的保持环连接。因此，电子器件区域在装配时能与定子壳体部件连接。然而，替代地，在将其中以预先完成方式布置有第二电路板的盖件插接到保持环上之前，能将第一电路板紧固在定子壳体部件上，特别是能借助于螺钉拧紧在定子壳体部件上。因此，在第一电路板被紧固时功率模块就已经能压紧到定子壳体部件上，其中，在功率模块与定子壳体部件之间能布置有导热膏，以便改善热传递。
32.在一有利的设计方案中，第一电路板借助于电插接装置与最接近第一电路板的第二电路板连接。
33.其中，每个第二电路板借助于相应的电插接装置与分别最接近该第二电路板的第二电路板连接。在此优点是，能够实现简单的制造。
34.在一有利的设计方案中，保持环被构造为一体式地或多体式。在此优点是，电路板要么能被夹紧在两个块体之间，要么能在一体式构造的情况下压靠保持环的台阶部。
35.在一有利的设计方案中，保持环与定子壳体部件借助于布置于中间的密封件密封
地连接，该密封件也用作热屏障。在此优点是，能改善信号电子器件与功率电子器件的热分离。
36.在一有利的设计方案中，保持环与盖件借助于布置于中间的密封件密封地连接，该密封件也用作热屏障。在此优点是，能改善信号电子器件与功率电子器件的热分离。
37.在一有利的设计方案中，在空间区域中布置有风扇。在一有利的设计方案中，第二电路板中的每个都具有两个特别是彼此间以转子轴的转动轴线为基准径向相对布置的、轴向贯通的缺口。在此优点是，循环的气流可以尽可能无干扰地输送经过空间区域。
38.在一有利的设计方案中，定子壳体部件、保持环和盖件由金属制成，特别是被构造为铸件，
39.特别是其中，盖件在其外侧上具有散热片。在此优点是，导热率高，并因此向环境散热的效率高。
40.另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合可能性。
附图说明
41.下面根据示意图详细说明本发明：
42.图1以横截面示意性示出第一电路板40。
43.图2以俯视图示意性示出第一电路板40。
44.图3示出图2的替代的实施方案。
45.图4示意性示出具有第一电路板40的电机的轴向端部区域的横截面。
46.图5示意性示出属于图4的端部区域的局部透视的斜视图。
具体实施方式
47.如图1、图2、图4和图5所示，电路板40具有多个带有导体道路的层1，其中，这些层通过由绝缘材料2、特别是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料构成的覆层彼此间隔开。
48.在所述层中的两个层之间安置有绝缘覆层3，在第一实施例中，绝缘覆层由与所述覆层相同的材料制成，特别是使得电路板40类似于多层电路板，其层1不均匀地彼此间隔开。因此，材料是纤维增强塑料，特别是环氧树脂材料。
49.绝缘覆层3较厚，即具有比其他覆层大的壁厚。
50.在第二实施例中，绝缘覆层3由与所述覆层不同的材料制成。在此，适合作为绝缘覆层3的材料是具有封闭气泡、特别是气体体积的塑料。
51.在两个实施例中，绝缘覆层3用作热屏障。
52.如图2所示，电路板40在中央区域20中不具有金属化通孔，而是仅在包围中央区域20的边缘区域21中具有金属化通孔。布置在那里的金属化通孔彼此不规律地间隔开并在那里的边缘区域中使得作为热屏障的效果恶化。
53.代替图2中的电路板的圆形实施方案，也能使用矩形的电路板40，如图3所示，其中，中央区域20优选也被构造为矩形。
54.电路板布置在电机中。当电机具有长方体形的外形时，则使用根据图3的电路板40。
55.如图4所示，在电机的圆形的外形的情况下，电路板40被根据图2所示构造。
56.电路板40在此接纳在保持环45中，该保持环布置在电机的定子壳体44与盖件46之间。
57.电机的定子布置在定子壳体44内部。在b侧，在定子壳体44上设置有用于电子器件的空间区域，该空间区域被定子壳体44、保持环45和盖件46包围。
58.在该空间区域中不仅布置有作为第一电路板的电路板40，而且还布置有第二电路板47，它们同样装配有结构元件。
59.第一电路板40和另外的电路板47彼此轴向间隔开并且相互平行布置。
60.轴向方向平行于电机的径向布置在定子内部的转子轴的转动轴线。
61.第二电路板47布置在第一电路板40的背离定子壳体44的一侧上。
62.电子器件包括逆变器，该逆变器的可控制的半导体开关以集成方式布置在功率模块42中。
63.为了散热，功率模块42在其背离第一电路板40的一侧上与定子壳体44导热连接。因此，半导体开关的、即功率模块的热损耗可以经由定子壳体散发到环境中。然而，电机的定子绕组的热损耗也经由定子壳体散发到环境中。
64.功率模块装配在电路板40上。在电路板40的同样的、特别是朝向定子壳体44的一侧上也装配有另外的结构元件43，其能够在高达第一温度的情况下运行。
65.在第一电路板40的另一侧和第二电路板47上装配有结构元件41，其能够在高达第二温度的情况下运行，然而，该第二温度低于第一温度。空间区域的、即特别是这些结构元件的散热经由盖件46来实现。
66.定子壳体44、保持环45和盖件46分别由金属制成，特别是被构造为铸件。保持环45借助于分别布置于中间的密封件与盖件46和定子壳体部件44密封连接。
67.第一电路板40和第二电路板47借助于电插接装置48与其相应的最近的邻近部件连接。
68.第二电路板47借助于间隔栓或间距套筒彼此间隔开。
69.图5示出属于图4的局部透视的斜视图。
70.在形成壳体的部分之间的、即在定子壳体44、保持环45与盖件46之间的密封件与电路板40的绝缘覆层3一样也用作热屏障。因此，b侧端部区域与电机的其余区域的热隔离。
71.电路板平面的法线方向平行于转子轴的转动轴线。
72.在根据本发明的另外的实施例中，代替一体式，保持环45能被构造为双体式或多体式，其中，这些块体分别密封地、特别是借助于相应的密封件彼此连接。
73.在根据本发明的另外的实施例中，在空间区域内部布置有风扇。以该方式，使得那里的空气能循环，并因此能实现热平衡。
74.为此，第二电路板47具有轴向贯通的缺口。这些缺口被构造为足够大，使得流动阻力只是微不足道的。优选地，第二电路板47中的每个具有在相应的电路板47上分别径向相对布置的两个缺口，从而能实现简单的循环。
75.附图标记列表：
[0076]1ꢀꢀ
带有导体道路的层
[0077]2ꢀꢀ
绝缘材料、特别是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料
[0078]3ꢀꢀ
绝缘覆层
[0079]
20 中央区域
[0080]
21 边缘区域，其具有金属化通孔
[0081]
40 第一电路板
[0082]
41 第一结构元件
[0083]
42 功率模块
[0084]
43 第二结构元件
[0085]
44 定子壳体
[0086]
45 保持环
[0087]
46 盖件
[0088]
47 第二电路板
[0089]
48 插接装置
[0090]
49 第二温度的区域
[0091]
50 第一温度的区域

技术特征：
1.一种具有电路板的电机，其特征在于，第一电路板具有带有导体道路的多个层，其中，这些层通过第一覆层彼此间隔开，所述第一覆层由绝缘材料、特别是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料构成，其中，在所述层中的两个层之间布置有绝缘覆层。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，绝缘覆层具有比第一覆层大的覆层厚度。3.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，绝缘覆层由与第一覆层相同的材料制成，特别是使得第一电路板被构造为多层电路板，所述第一电路板的各个层1不均匀地、特别是没有规律地彼此间隔开，特别是其中，所述材料是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料。4.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，绝缘覆层由与第一覆层不同的材料制成，特别是其中，绝缘覆层的材料是塑料，所述塑料特别是具有封闭的气泡、特别是气体体积。5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，电机具有：-定子壳体，在所述定子壳体中接纳有电机的定子绕组，和-盖件，以及-保持环，所述保持环布置在盖件与定子壳体之间并且在所述保持环中接纳有第一电路板。6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，第一电路板和第二电路板布置在电机的由定子壳体、保持环和盖件界定、特别是包围的空间区域中。7.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，第一电路板和第二电路板相互平行并且彼此间隔开，特别是其中，电机的以能转动的方式支承的转子轴的转动轴线平行于第一电路板的法线方向。8.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，第二电路板布置在第一电路板的背离定子壳体的一侧上，和/或
第一电路板布置在定子壳体部件与第二电路板之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，在第一电路板的朝向定子壳体部件的一侧上装配有功率模块，所述功率模块与定子壳体部件导热连接。10.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，功率模块、以及特别是在第一电路板的朝向定子壳体部件的一侧上装配在第一电路板上的结构元件(43)能在高达第一温度的情况下运行，特别地，第一温度是对于功率模块允许的最高运行温度，其中，在第一电路板的背离定子壳体部件的一侧上装配在第一电路板上的结构元件(41)和装配在第二电路板上的结构元件能在高达第二温度的情况下运行，特别地，第二温度是对于所述结构元件(41)允许的最高运行温度，其中，第二温度比第一温度低，特别是至少低10℃以上。11.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，第二电路板接纳在盖件中。12.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，第一电路板借助于电插接装置与最接近第一电路板的第二电路板连接，其中，每个第二电路板借助于相应的电插接装置与分别最接近该第二电路板的第二电路板连接。13.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，保持环被构造为一体式或多体式。14.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，保持环与定子壳体部件借助于布置于中间的密封件密封地连接，所述密封件也用作热屏障，和/或保持环与盖件借助于布置于中间的密封件密封地连接，所述密封件也用作热屏障，和/或在空间区域中布置有风扇，和/或第二电路板中的每个都具有两个特别是彼此间以转子轴的转动轴线为基准径向相对布置的、轴向贯通的缺口。15.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，定子壳体部件、保持环和盖件由金属制成，特别是被构造为铸件，特别是其中，盖件在其外侧上具有散热片。

技术总结
本发明涉及一种具有电路板的电机，其中，第一电路板具有带有导体道路的多个层，其中，这些层通过第一覆层彼此间隔开，第一覆层由绝缘材料、特别是纤维增强塑料、特别是环氧树脂材料构成，其中，在所述层中的两个层之间布置有绝缘覆层。有绝缘覆层。有绝缘覆层。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：索尤若驱动有限及两合公司
技术研发日：2020.09.11
技术公布日：2022/4/15