[发明专利]电连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于电连接线缆和印刷电路板的电连接装置。

背景技术

在现代机动车辆中，特别是电动车辆中，大电流对于车辆的操作是必要的。这些大电流通过电池和负载之间合适尺寸的电线在汽车的线缆线束中输送。具有大截面的电线用于保持电损耗低，这些电损耗由电线的电阻引起。使用重量轻的铝线附加地增加电线的截面积。电流设置在控制单元（ECU）中的半导体部件控制。术语控制单元在汽车引擎中一般用作用于分布在外壳中的电气单元的集合术语。半导体部件通常布置在印刷电路板上，其上还有其它电子部件。为了将印刷电路板及布置在其上的部件与板上系统连接，通常在印刷电路板上提供接触元件。这些接触元件可连接至配合触头，其布置在线缆线束的线缆的端部。在车辆内，安装空间自然紧密。因此，触头通常附接至印刷电路板的边缘以便虑及控制单元的平面设计。这种情形要求插头触头需要被设计为使得其在外壳壁上可接近以用于线缆线束的接触部分。接触元件具有用于保护的塑料材料的盖体。控制单元处的该插座通常称为“头部”。线缆线束的线缆端部的接触部分被集成在连接器外壳中。线缆线束与控制单元这种类型的电接触已经在汽车引擎中被证明了许多年。然而，如果待传输的电流进入数个数量级，则存在限制，因具有在默认情况下电动车辆而出现。这些接触系统的转移电阻是显著的，它们消耗电能，它们将其转换为热量。用于大电流密度的接触元件具有大尺寸，其具有相对低的电阻，因为电路路径的电阻无需变得太大。大接触元件需要大的插头和对应的插座。这增大了控制单元所需的空间。另一个问题在于控制单元本身。由流过电气部件的大电流形成不被低估的热负荷。该热量需要通过良好的导热元件消散，该导热元件被安装至热量生成元件，安装至外壳且安装至周围环境。或者需要提供被动和/或主动通风系统，其导引空气进入到外壳中用于冷却并排出热气。这种用于冷却的需要使控制单元更大，更重并且更昂贵。

本发明基于以下目标，提供一种连接系统，其具有低电阻，将线缆线束的电线与印刷电路板及其上提供的控制单元的电气部件电连接。此外，该连接系统应该帮助控制单元的冷却。

发明内容

该目标通过根据本发明的连接装置实现。连接装置包含印刷电路板，布置在印刷电路板的第一表面、第一侧面上的半导体部件，布置在印刷电路板的第二表面、第二侧面上的连接设备，与连接设备和电线可接触的接触元件，其中连接设备与半导体部件相对布置，以及保持设备，其可释放地将所述接触元件和所述连接设备保持在一起，其中所述保持设备被适配为使得在致动所述保持设备后，所述接触元件被压在所述连接设备上并且所述保持设备的部分被压在所述半导体部件上，其中所述保持设备具有限定彼此平行的两个腿的U形横截面，并且偏心轮附接至所述腿中的一个，该偏心轮可枢转进入所述腿之间的空间中。

现有技术中使用的印刷电路板具有其中基底被提供有导电覆盖层的结构。其一侧或两侧都可被导电覆盖。通常，不应导电的区域从基底移除。此处由导电覆盖层的一部分制成的连接设备的位置选择在印刷电路板上使得其被定位为与半导体部件相对。术语“相对”应该具有如下含义。连接设备布置在印刷电路板上使得如果基底会从印刷电路板移除，则半导体部件将保持在连接设备上。换句话说，传递通过半导体部件中心并垂直传递通过印刷电路板的虚轴还传递通过连接设备。

这具有如下效果：半导体部件生成的热量被传递通过印刷电路板到连接设备。从那里，热量可通过接触元件直接消散到周围环境中并且还传递进入电线中。由此，一部分多余的热量可被从控制单元输送到线缆线束，其从那被释放到周围环境中。

优选地，连接设备由印刷电路板的导电覆盖层的一部分形成。因此，在印刷电路板的制造工艺之后，连接设备已经被稳固地连接至印刷电路板。连接设备的几何形状可容易地适于所需电流密度和接触元件几何形状。当将适应的接触元件附接至印刷电路板时，大面积的接触元件电连接至大面积的印刷电路板的导电覆盖层。通过两个导电表面的延伸连接，实现了低转移电阻。在该低转移电阻处产生很少的热量，即使在具有较大电流密度的情况下。

更优选地，半导体部件和相对的连接设备被布置为与印刷电路板的边缘间隔开。该连接装置使得能够实现印刷电路板的布局的设计的最佳自由度，因为插头连接不再需要在印刷电路板的侧面上。

优选地，第二半导体部件布置在印刷电路板的第一表面、第一侧面上并可电连接至接触元件。以这种方式，第一半导体部件可由与第一半导体部件相对的接触元件冷却。而并未相对定位的第二半导体部件在并未被冷却的情况下被供电。因此，简化了控制单元的热设计。电和热的问题可以分开考虑。